Научная работа Сходство и различие продуктов метаболизма микроорганизмов I и IV группы патогенности
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-27Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство обороны Российской Федерации
Военная академия войск радиационной, химической и
биологической защиты и инженерных войск имени
Маршала Советского Союза С.К.Тимошенко
Кафедра № 16
СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЕ ПРОДУКТОВ МЕТАБОЛИЗМА МИКРООРГАНИЗМОВ
I
И
IV
ГРУППЫ ПАТОГЕННОСТИ
Научная работа
Исполнитель курсант Юдин Герман Эрнестович
(воинское звание, фамилия, имя, отчество)
____________________
(подпись)
Руководитель кандидат химических наук, доцент _______
(ученая степень, ученое звание, воинское звание, фамилия, инициалы)
_____________________
(подпись)
Допущена к защите перед ГАК
Начальник кафедры №__16_
полковник
(воинское звание, подпись, фамилия)
«_____»______________20__ г.
Кострома 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................ | 3 |
| Глава 1 БИОТЕРРОРИЗМ................................................................................ | 4 |
| 1.1 Введение в проблему................................................................................... | 4 |
| 1.2 Военно-биологический потенциал зарубежных стран………….……. | 5 |
| 1.3 О предложениях по улшению конвенуии …............................................. | |
| Глава 2 Общие понятия о метаболизме микроорганизмов............................ | |
| 2.1 Рост и размножение микроорганизмов..................................................... | 19 |
| 2.2 Гинетические процессы микроорганизмов ………………………......... | 19 |
| 2.3 Питание микроорганизмов …................................................................... | 35 |
| 2.4 Дыхание микрооргпнизмов …................................................................... | 38 |
| 2.5 Микроорганизмы I и IV групп патогенности....………………………... | 42 |
| Глава 3 Вирусы. Общие понятия и механизм взаимодействия с клеткой... | 42 |
| 3.1 Общие сведенья о вирусах …................................................................... | 49 |
| 3.2 Типы взаимодействия вируса с клеткой.................................................. | 50 |
| 3.3 Адсорбция вируса..................................................................................... | 52 |
| 3.4 Проникновение вируса в клетку............................................................... | 54 |
| 3.5 Синтез вирусных белков........................................................................... | 55 |
| 3.6 Сборка вирионов и выход их из клетки................................................... | |
| 3.7 Вирус Эбола. Общие сведенья................................................................... | |
| 3.8 Желтуха. Общие сведенья........................................................................... | |
| 3.9 Сравнение Лихорадки Эбола и Желтухи. Возможные действия при аедении биологической войны......................................................................... | |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................. | |
| СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................................. | |
ВВЕДЕНИЕ
В качестве введения хотелось бы сказать что, изучение, накопление, и тем более применение биологического оружия запрещенно конвенцией, но конечно же при оценки действий возможного противника просто необходимо брать во внимание тот факт, что противник может применить биологические средства для выполнения каких либо задач. Биологические средства в военных целях применяли еще в средние века. История говорит что применение биологического оружия крайне эффективно при ведении военных действий. Так, например по приказу хана Золотой Орды Тохтамыша в колодцы и другие водоисточники в осажденной генуэзской крепости Кафа в Крыму забрасывались трупы людей и животных, погибших от бубонной чумы. При колонизации Америки среди индейских племен с помощью зараженных одеял была распространена оспа, что привело к гибели миллионов индейцев, не имевших иммунитета к этому заболеванию.
Природа патогенного действия многих микроорганизмиов так до конца и не изученна. Используя современные средства индикации применяемые в армии, практически невозможно определить наличие микроорганизмов вирусной природы. При использовании биологического оружия трудно канкретизировать болезнь, вызванную вирусом в момент её развития, так как, многие из синдромов протекания разных болезней практически одинаковы. И из этого всего можно сделать вывод, что совместное применение разных биологических средств, армией противника, крайне не жилательно, так как это может вызвать максимальные потери личного состава.
Так же нельзя исключать возможность применения биологического оружия в терористических целях. Конечно же принимаються меры по предотвращению случаев применения Биологического оружия, но тем не менее случаи неоднократно имели место.
Глава 1 БИОТЕРРОРИЗМ
1.1
Введение в проблему
Четкого определения на сегодняшний день, что такое "биотерроризм", не существует. Но несомненно этот термин предполагает применение биологического оружия в террористических целях на своей или чужой территории.
Если с этим согласиться, то следует предполагать наличие биологического оружия, которое может быть применено в террористических целях.
Однако, после вступления Конвенции о запрещении разработки, производства и накопления запасов бактериологического (биологического) и токсинного оружия и об их уничтожении (КБТО, Конвенция), ни одно государство не объявило о наличии у него биологического оружия.
Следовательно, опасаться биотерроризма или ведения "скрытой биологической войны", можно только по разведданным и/или косвенным признакам, свидетельствующим о разработках в каком-либо государстве оружия массового поражения (ОМП).
Классификация таких признаков давно известна и о некоторых из них можно вспомнить. Это признаки политического, экономического, научно-технического и военно-технического характера.
К общим признакам политического характера можно отнести:
· принятие руководством страны соответствующего политического решения, без наличия которого реализация программы создания ОМП в конкретной стране невозможна.
Учитывая, что такие решения государство не афиширует, о них можно судить либо по данным разведки, либо по комплексу косвенных признаков. Например, таким, как:
· неприсоединение к международным договорам в области разоружения и ликвидации ОМП;
· отказ в посещении некоторых объектов промышленного и военного назначения международными инспекторами;
· наличие в стране управленческих структур, непосредственно подчиняющихся высшему политическому руководству или военному командованию страны;
· отсутствие официальной реакции на обвинение государства в намерениях создать ОМП и некоторые другие.
К общим признакам экономического характера можно отнести:
· динамику роста военного бюджета, особенно в странах со слаборазвитой экономикой;
· динамику роста расходов по специфическим гражданским отраслям промышленности (энергетика, химическая и биологическая промышленность, космические исследования и т.д.);
· наличие соответствующих ядерных, химических и биологических программ, даже если они декларируются как защитные;
· наличие в структуре импорта компонентов ОМП, сырья для его производства, специализированного оборудования, "двойных" технологий и некоторые другие.
К общим признакам научно-технического характера можно отнести:
· возможность получения сырья и материалов, необходимых для производства ОМП;
· наличие энергоемких научно-технических программ и обеспеченность их национальных кадрами;
· наличие в стране системы подготовки высококвалифицированных специалистов соответствующих отраслей науки и техники;
· рост подготовки специалистов (атомщиков, химиков, биологов) на базе научно-технических центров высокоразвитых стран;
· привлечение в свои научные центры ученых и инженеров из других стран и некоторые другие.
Важно заметить, что именно кадровая составляющая лежит в основе возможности создания ОМП собственными силами. К примеру, по данным японских экспертов, для создания ядерного оружия стране необходимо иметь не менее 1300 инженеров и 500 ученых, при этом доля специалистов-атомщиков среди них должна составлять не менее 6,5%-8% (около 120 высококвалифицированных специалистов-атомщиков различных специальностей). К сожалению, разработки химического и биологического оружия могут проводиться существенно меньшим числом ученых и с меньшей квалификацией (деятельность секты Aum Shinrikyo, ее попытки применения ботулинического токсина и возбудителя сибирской язвы, а также применение зарина в Токийском метро с большим числом пораженных - этому пример).
К общим признакам военно-технического характера можно отнести:
· создание в армии технических служб, способных к использованию ОМП, и наличие соответствующего квалифицированного персонала;
· создание укрепленных и защищенных объектов и хранилищ повышенной защищенности;
· создание или приобретение средств доставки;
· проведение НИР и НИОКР по разработке определенных типов зарядов;
· активные работы в области ракетных технологий или их закупки;
· укрепление разведывательных служб и усиление разведывательной работы;
· наличие развитой системы гражданской обороны и некоторые другие.
Можно предположить, что именно по таким признакам США в свое время составили "ось зла", хотя на примере Ирака очевидно, что далеко не всегда наличие косвенных признаков соответствует объективной обстановке.
Прекращение существования двухполюсного мира, сопровождаемое распадом ряда государств, изменило не только конфигурацию военного противостояния, но и обусловило появление новых видов национальных угроз. И основной из них на сегодняшний день является глобализации терроризма и возможность использования ОМУ террористами и террористическими организациями.
Ранжируя угрозы национальной безопасности, сегодня многие эксперты на первое место ставят опасность распространения биологического оружия, особенно его новых форм, не подлежащих контролю по Конвенции о запрещении биологического оружия. Далее следуют - химическое и ядерное оружие.
Принцип ранжирования представляется хотя и спорным, но не лишенным логичности. Этот принцип основан на том, что наибольшую опасность представляет то, что менее всего может быть проконтролировано. Методов национального и международного контроля, наблюдения и измерения любых количеств ядерных материалов достаточно, чтобы незаконная деятельность в области создания ядерного оружия, даже в виде "грязной бомбы" стала известна, и, следовательно, может быть пресечена.
В отношении химического оружия существуют международные меры проверки в рамках многосторонней Конвенции о запрещении химического оружия от 1993 г., которую ратифицировали уже более 170 стран. Мало вероятно, что государства-участники Конвенции пойдут на нарушение ее основных положений, хотя практически обнаружить и пресечь разработки в области химического оружия, проводимые высокоорганизаванными и хорошо оснащенными террористическими организациями, невозможно. Невозможно также предотвратить возможность появления новых форм химического оружия, поскольку Конвенцией не запрещены исследования по защитным программам, которые в свою очередь не могут проводиться без наличия отравляющего вещества, от которого надо защищаться.
Наиболее неопределенная ситуация - в области контроля за биологическим оружием. Конвенция о запрещении биологического оружия, как мы уже неоднократно обсуждали, не имеет механизма контроля, а многосторонние усилия по разработке соответствующего верификационного Протокола по инициативе США были полностью провалены в 2001 году в ходе Пятой обзорной конференции по оценке эффективности Конвенции.
Возможность применения биологического оружия, вернее его компонентов в виде особо опасных патогенов, в террористических целях или в целях ведения "скрытой биологической войны" определяется уникальным сочетанием свойств этого вида оружия, о которых мы поговорим позже.
К способствующим факторам возрастания угрозы химического и биологического терроризма можно отнести и разрушение моральных устоев у некоторых обиженных или материально бедствующих ученых и других категорий работников, ранее занятых в разработках биологического оружия или имеющих доступ к нему, а также эмиграция таких ученых в США и другие страны. Особую опасность с точки зрения развития терроризма представляет "утечка мозгов" в страны с нестабильными режимами или в страны, где уже имеются крупные и хорошо финансируемые террористические организации.
1.2
Военно-биологический потенциал зарубежных стран
Особая опасность распространения биологического оружия определяется не только возможностью его использования в террористических целях, но и возможностью ведения "скрытой или тайной биологической войны".
Политологи многих стран прогнозируют смещение акцентов в сторону "бесконтактных" действий противодействующих сторон с переходом к избирательному поражению главных функциональных структур противника.
Цель, состоявшая ранее в разгроме армии государства-противника и захвате его территории, сегодня меняется на дезорганизацию его усилий в политических, экономических и военных сферах (без существенных военных потерь со своей стороны) с последующим диктатом своих условий.
Выбор биологического оружия для достижения этой цели является наиболее вероятным. Использование биологического оружия даже в незначительных количествах в устрашающих целях может привести к панике населения, дезорганизации государственных структур и в итоге - к опасным экономическим и социальным последствиям.
К примеру, даже в самой мощной державе мира - США - "почтовая биологическая атака" привела к гибели 5 человек и финансовому ущербу в несколько миллионов долларов.
На обзорной Конференции по оценке эффективности КБТО в 2001 году была распространена неофициальная информация (за пределами зала заседаний) о странах, имеющих военно-промышленный потенциал для производства биологического оружия, которая представлена.
1.3
О предложениях по улшению конвенуии
Не только государственные структуры стран-участников Конвенции обеспокоены потенциальной возможностью развития биотерроризма, но и многие ученые и экспертные сообщества. И важно в этой связи подчеркнуть, что и государственные структуры и независимые эксперты одинаково считают, что только внедрение на национальном и международном уровнях мер по укреплению Конвенции может предотвратить распространение биологического оружия и использование его в террористических целях.
По признанию многих правительственных и неправительственных организаций ключевыми мерами по укреплению Конвенции могли бы быть:
· включение в сферу охвата Конвенцией всех природных или
искусственно созданных биологических агентов, токсинов или их компонентов, производимых в количествах, которые не предназначены для профилактических, защитных или других мирных целей;
· включение в сферу охвата Конвенцией научно-технические достижения в области микробиологии, биотехнологии, молекулярной биологии, генетической инженерии и любых прикладных результатов геномных исследования, в связи с возможностями их использования в целях создания биологического оружия;
· запрет экспериментирования, связанного с выбросом в открытую атмосферу патогенов или токсинов, вредных для людей, животных или растений, которые не предназначены для профилактических, защитных или других мирных целей;
· введение национальных мер лицензирования и экспорта, исключающих возможность даже непреднамеренной передачи биоагентов, токсинов, оборудования или средств доставки, которые могут быть использованы в биологических оружейных программах или в террористических целях;
· принятие национального законодательства по соблюдению Конвенции, а также национального уголовного законодательства, включая положения по экстрадиции и меры наказания, обеспечивающие запрещение и предотвращение разработки, производства, накопления, приобретения или сохранения биагентов, токсинов, оружия, оборудования и средств доставки в пределах их территорий, а также находящихся под их юрисдикцией или контролем;
· принятие национального законодательства, которое требовало бы от лиц, обладающих особо опасными биоагентами, сообщать об их обладании компетентному правительственному органу;
· введение национальных ограничений в отношении того, кто может иметь или приобретать конкретные биоагенты, относящиеся к категории особо опасных, и регламентирование мест с их манипулированием;
· принятие национальных мер по повышению ответственности ученых и научных коллективов, работающих с биоагентами или токсинами (разработка кодекса поведения ученых) в целях предотвращения возможности использования их знаний и результатов исследований для разработки биологического оружия или в других целях, несовместимых с Конвенцией;
· назначение или учреждение национального органа по осуществлению контроля за соблюдением Конвенции и связи с другими государствами-участниками Конвенции по мерам укрепления доверия, обмену научно-технической информацией, расследованиям и взаимодействию с ООН по вопросам соблюдения Конвенции, включая ежегодное предоставление объявлений о национальных биологических программах и деятельности предприятий, организаций, институтов и других учреждений, производящих или потребляющих биоагенты, которые могут представлять реальную или потенциальную опасность для человека, животных или растений, а также использующих оборудование и технологии, пригодные для производства биологического оружия;
· принятие на себя обязательств, способствующих урегулированию любых озабоченностей, возникших у любого государства-участника Конвенции в отношении соблюдения Конвенции или даже смежного вопроса, который может быть сочтен неясным, путем консультаций, предоставления запрашиваемой информации или доступа к расследованию на месте международной группой экспертов, уполномоченных на его проведение Генеральным секретарем ООН;
· принятие на себя обязательств (по получении просьбы государства-участника Конвенции об оказании помощи) о направление групп быстрого реагирования для оперативного оказания экстренной медицинской и другой помощи в случае применения биологического оружия или в случае проведения расследований при угрозе его применения;
· предоставление каждым государством-участником Конвенции в ООН, ВОЗ, ФАО информации о необычных (по масштабам и течению) вспышках заболеваний среди людей, животных или поражений растений, которые потенциально могут иметь отношение к незаконной деятельности, связанной с биологическим оружием или предполагаемым применением биологического оружия;
· создание всемирной базы данных в сфере генной инженерии, биотехнологии и других научных разработок, формирование глобального мониторинга за заболеваниями и просветительских программ для медицинского, научного и военного персонала относительно трактовки положений Конвенции, установление общемировых стандартов биологической безопасности и другие вопросы.
Под разными углами зрения большинство из перечисленных предложений о мерах повышения эффективности Конвенции вносилось на обсуждение Обзорной Конференции государств-участников Конвенции, но ни по одному из обсуждавшихся вопросов решений консенсусом принято не было. На сегодняшний день каждое государство само определяет для себя комплекс мер по предотвращению биотерроризма. К чему это приведет - покажет время.
В заключении полагала бы необходимым заметить, что какие бы меры, направленные на повышение эффективности контроля за нераспространением ОМУ, не предлагали эксперты или отдельные государства, их реализация может привести к положительным результатам при соблюдении следующих условий:
· повышении роли Совета Безопасности Организации Объединенных Наций в этом процессе и совершенствовании международных механизмов контроля за нераспространением ОМП;
· формировании международной кооперации в борьбе с новыми угрозами и вызовами и превращение планов "Группы восьми" в реальное Глобальное партнерство;
· усилении роли гражданского общества и гражданского контроля в борьбе с распространением ОМП.
Глава 2 Общие понятия о метаболизме микроорганизмов
2.1
Рост и размножение микроорганизмов
Рост - это увеличение массы протоплазмы за единицу времени.
Размножение - увеличение числа особей путем самопроизводства. Бактерии размножаются путем простого деления.
Рост и размножение бактерий составляет клеточный цикл. Если в процессе клеточного цикла образуется один тип клетки, такой цикл называется мономорфный, 2 типа - диморфный, 3 типа и более - полиморфный. Процесс деления осуществляется в несколько этапов, которые принято обозначать буквами латинского алфавита:
I - период, когда у клетки прекращается синтез ДНК;
С - инициация репликации ДНК, репликация (удвоение ДНК), терминация ДНК;
Д - период от терминации ДНК до разделения клетки;
Т - период образования перегородки между клетками.
Размножение микробов происходит чрезвычайно быстро. Если бы благоприятные условия для деления бактериальной клетки (избыток питательных веществ, постоянная температура, рH и т. д.) длились бесконечно долго, то одна кишечная палочка за 24 ч дала бы 227 потомков общей массой 10 тыс. тонн. А еще через сутки такого размножения масса бактерий в несколько раз превысила бы массу земного шара.
Рост микробной популяции на несменяемой (постоянной среде) протекает неравномерно и в несколько стадий. Первая стадия, или фаза, называется лаг-фаза, или стадия покоя. На данный момент микробы приспосабливаются к условиям существования. Идет синтез и накопление необходимых ферментов для расщепления питательных веществ.
Вторая фаза называется фазой логарифмического роста. В это время наблюдается бурный рост и размножение микробных клеток, их число растет в геометрической прогрессии, т. е. 1, 2, 4, 8, 16 т. д. С постепенным истощением запаса питательных веществ, кислорода и накоплением вредных для бактерий продуктов обмена скорость роста снижается и фаза логарифмического роста сменяется стационарной фазой.
Стационарная фаза характеризуется равновесием между количеством вновь образовавшихся клеток и погибших. Плотность клеток в популяции возрастает.
Следующая фаза - это фаза отмирания. Истощение питательных веществ становится критическим. В большом количестве накапливаются токсические вещества - продукты обмена. Через несколько дней культура бактерий погибает.
Рост и размножение бактерий - взаимосвязанные процессы. Разделение их условно и необходимо лишь для удобства изучения основных механизмов, лежащих в основе этих процессов.
2.2 Гинетические процессы микроорганизмов
Ранее было рассмотрено строение генетического аппарата бактерий, состоящего из нуклеоида - прототипа ядра эукариотических клеток - и внехромосомных факторов наследственности - плазмид.
Как и все живые организмы на Земле, микробы обладают свойствами изменчивости и наследственности.
Микроорганизмы чрезвычайно изменчивые. Они способны в течение определенного времени изменять форму клетки, приобретать устойчивость к антибиотикам, менять течение биохимических реакций и др. признаков.
При изучении явления изменчивости микроорганизмов выдвигалось множество теорий по этому поводу. Одна из них называется полиморфизмом. К. Негели, Х. Блюхер и Гольер в середине XIX в. считали, что существует один или несколько типов микроорганизмов, которые могут обратимо превращаться друг в друга, т. е. шаровидные формы могут при определенных условиях приобретать иную форму или становиться палочками. При этом один и тот же микроб может вызывать скисание молока, гниение органических останков, а также быть причиной тифа, чумы, сибирской язвы и других инфекционных заболеваний.
В противоположность полиморфистам Ф. Кон и Р. Кох считали, что определенные виды микроорганизмов обладают постоянными морфологическими признаками. Такие предположения основывались на результатах разработанных Р. Кохом микробиологических методов исследования (окраска микробов, выделение чистой культуры бактерий, выращивание на твердых питательных средах). Учение о постоянстве признаков микробов дало толчок к дальнейшему развитию микробиологии.
Однако мономорфисты полностью отрицали способность микробов изменить свои свойства. А это далеко не так. В настоящее время известно, что изменение признаков может быть фенотипическим (т. е. изменение затрагивает только внешние признаки) и генотипическим (т. е. изменение на уровне ДНК).
Передача наследственной информации у микроорганизмов может осуществляться тремя способами: трансформацией, трансдукцией и конъюгацией.
С открытием и изучением явления трансформации связано зарождение таких наук, как молекулярная генетика и генетика микроорганизмов. В 1928 г. английский микробиолог Ф. Гриффитс наблюдал изменение свойств одного штамма пневмококка под воздействием убитых нагреванием клеток другого штамма этой бактерии. Это явление он назвал трансформацией. Позже, в 1944 г., О. Эвера, Мак-Леод, Мак-Карти установили механизм трансформации и показали роль ДНК в этом явлении.
Трансформация - это многоступенчатый процесс. В его начале происходит адсорбция фрагмента ДНК на бактериальной оболочке. Затем молекулы ДНК проникают внутрь клетки и встраиваются в структуру хромосомы бактерии. Путем трансформации переносится, как правило, один признак. Трансформация может осуществляться между бактериями одного вида, тогда ее называют гомотрасформацией, а также между разными видами (гетеротрансформация).
В 1952 г. Н. Циндер и Д. Ледерберг при культивировании штамма сальмонелл (S. typhimurium), лишенных способности разлагать мальтозу и арабинозу (простые сахара), добавили к этим микробам разрушенные вирусом (бактериофагоны) бактерии другого штамма этого же вида, обладавшие такими же способностями. В результате этого бактерии S. tuphimurium приобрели способность к расщеплению указанных веществ. Последующие исследования показали, что причиной изменения свойств сальмонелл явился бактериофаг. Он обладает способностью «переносить» определенный участок хромосомы от одной бактерии к другой. Трансдукция осуществляется в несколько этапов: разделение хромосомы бактерии-донора; внедрение определенного участка бактериальной хромосомы в генетический аппарат бактериофага; перенос посредством вируса генетической информации от бактерии-донора к бактерии-реципиенту; включение нового участка ДНК в хромосому бактерии-реципиента.
В 1946 г. Д. Ледерберг и Э. Тейтем открыли половой процесс у кишечной палочки. Оказывается, определенные бактерии могут выполнять роль мужской особи, а другие - женской. Сам половой процесс у бактерий принято называть конъюгацией, женскую особь обозначают F-, мужскую - F+: буква F - фактор фертильности.
Процесс конъюгации включает несколько этапов: момент встречи бактерий; образование цитоплазматического мостика между двумя клетками и спаривание и встраивание полученной таким образом определенной части ДНК в генетический аппарат бактерии-реципиента.
Итак, бактерии обладают способностью изменять свои свойства, а также передавать приобретенные свойства по наследству. Пластичность генетической информации, присущая микроорганизмам, обеспечивает им высокую степень приспособленности к условиям окружающей среды. Это способствовало сохранению бактерий как в процессе эволюционного развития, так и в процессе жизни отдельных клеток.
Одним из неотъемлемых свойств живой материи является обмен веществ между клеткой и внешней средой. В процессе жизни происходит постоянное поступление различных питательных веществ в организм и выделение других соединений в окружающую среду. Не являются исключением и микроорганизмы.
У микробов обмен веществ принято называть метаболизмом. Понятие «метаболизм» объединяет все реакции жизнеобеспечения, протекающие в микробной клетке и катализируемые ферментами.
Условно метаболизм можно разделить на два неразрывно связанных процесса: анаболизм и катаболизм.
Анаболизм - это конструктивный обмен, т. е. направленный на строительство структурных и функциональных компонентов клетки. Анаболизм протекает с поглощением энергии.
Катаболизм - это энергетический обмен, направленный на получение энергии, которая затем расходуется на нужды клетки: рост, размножение, образование спор и капсул, движение и т. д.
2.3 Питание микроорганизмов
Питание - одна из важнейших функций бактериальной клетки, т. к. она определяет поступление питательных элементов, необходимых для обновления цитоплазмы, увеличения биомассы отдельных клеток и размножения, а также получения энергии для биохимических превращений.
Питание микробов отличается от аналогичных процессов у высших организмов. У бактерий отсутствуют органы или специальные структурные образования для принятия «пищи», поэтому поступление питательных веществ осуществляется через всю поверхность микробной клетки. Процессы усвоения питательных элементов осуществляются исключительно быстро. Благодаря наличию большого количества ферментов микробная клетка может использовать для питания самые разнообразные вещества (останки растений и животных, углеводородные соединения, минеральные вещества). Этим объясняется высокая способность микроорганизмов приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Если точно перевести термин «фермент», то легко можно увидеть его отношение к микробам: от латинского fermenta tum - дрожжи (Стент Г., 1974) или синоним «энзим» от греческого en zyme - в дрожжах (Реннеберг Р., Реннеберг И., 1991).
По способу питания бактерии делят на автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофные микроорганизмы (греч. autos - сам, trophe - пища) способны ассимилировать двуокись углерода (CO2) из воздуха и превращать ее в сложные органические соединения. Таким образом аутотрофы строят свое «тело» из неорганических соединений. Каскад биохимических реакций, конечным продуктом которых являются белки и др. органические вещества, необходимые для жизнедеятельности бактериальной клетки, требуют значительных затрат энергии. По способу получения энергии автотрофы подразделяются на фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.
Фотоавтотрофные бактерии поглощают энергию солнечных лучей и используют ее при синтезе органических веществ из двуокиси углерода (СО2). Важным компонентом цитоплазмы таких микробов являются пигменты (красящие вещества): бактериопурпурин, бактериохлорин. Структура пигментов бактерий близка к структуре хлорофилла зеленых растений. Основная функция пигментов - поглощение и аккумуляция энергии солнечного света.
В группу фотоавтотрофов входят цианобактерии, пурпурные и зеленые серные бактерии.
Явление хемосинтеза у бактерий открыто в 1888 г. выдающимся русским микробиологом С. Н. Виноградским (1856-1953), показавшим, что в клетках нитрофицирующих бактерий одновременно могут протекать процессы окисления аммиака в азотную кислоту и двуокиси углерода - в различные органические соединения. Такие микроорганизмы стали называть хемоавтотрофами, т. е. получающими энергию только в присутствии неорганических соединений. При этом определенные виды бактерий способны окислять конкретные минеральные вещества. Единственным источником углерода для хемоавтотрофов служит двуокись углерода. К группе хемоаутотрофов относятся бесцветные серные бактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др.
Все автотрофные микроорганизмы являются свободно живущими формами и не патогенны для животных и человека, т. к. не нуждаются в готовых органических соединениях. Однако среди автотрофов обнаружены микроорганизмы, которые усваивают двуокись углерода из воздуха и из органических соединений. Такие бактерии получили название «миксотрофы» (от лат. mix - смесь, т. е. смешанный тип питания).
Гетеротрофы - это обширная группа микроорганизмов, источником углерода для которых являются готовые органические соединения.
Наилучшим источником углерода для гетеротрофных бактерий являются сахара, спирты, карболовые кислоты, молочная, лимонная и уксусная кислоты, а также жиры, воск, клетчатка и крахмал.
Гетеротрофами являются возбудители брожения (спиртового, противокислого, молочно-кислого и масляно-кислого), гнилостные и болезнетворные микроорганизмы.
Важное значение в жизнедеятельности микробов играют стимуляторы роста. В 1901 г. обнаружили в дрожжах особое вещество, которое он назвал «биос». Позже было установлено, что биос - это целая группа веществ, схожих по своему строению с витаминами, а иногда и собственно витамины. Основная функция факторов роста заключается в ускорении биохимических реакций, протекающих в клетке. К факторам роста следует отнести биотин, холин, тиамин, никотиновую кислоту, пиридоксин, пантотеновую кислоту и др.
Поступление питательных веществ в бактериальную клетку осуществляется несколькими способами. Наиболее простой из них - это пассивная диффузия, которая происходит из-за разности концентраций веществ, находящихся в цитоплазме, и веществ, содержащихся в окружающей среде. Затрат энергии на такой способ не требуется. Основное вещество, которое поступает в клетку таким образом, - это вода.
Следующий способ называется облегченной диффузией. Главную роль в данном процессе играет особый класс ферментов - пермеазы (от англ. permeable - переносчик).
Пермеаз способен временно образовывать химическую связь с транспортируемыми веществами и «перетаскивать» его с наружной поверхности клетки внутрь. Таким образом переносится огромное количество веществ, на что затрачивается определенная энергия.
Другой способ транспорта химических соединений в клетку - обменная адсорбция. Механизм обменной диффузии заключается в разности электрического заряда поверхности клеточной стенки и вещества.
Знание механизмов и основных законов питания бактерий требуется для культивирования необходимых для человека микроорганизмов.
На заре развития микробиологии микроорганизмы выращивали на естественных питательных средах: на молоке, пивном сусле, сенном отваре, морковном соке, сахарном сиропе и др. В настоящее время широкое применение нашли искусственные питательные среды. Основу большинства из них составляет сложный полисахарид агар-агар, добываемый из морских водорослей. Классификация питательных сред обширна. Наиболее часто определяют агрегатное состояние среды, т. е. жидкая она, полужидкая или твердая, и т. д. Жидкие питательные среды обычно называют бульонами, твердые - агарами, например мясо-пептонный агар.
Твердые питательные среды в микробиологическую практику ввел Роберт Кох, о котором мы упоминали раньше. На таких средах было легче обнаружить признаки размножения бактерий - образование так называемых колоний, т. е. скоплений микроорганизмов, изучать различные свойства микробов. Ассистент Коха Юлиус Рихард Петри в 1887 г. специально для использования твердых питательных сред сконструировал плоские стеклянные чашки с крышками. Впоследствии они получили название чашки Петри, они применяются микробиологами во всем мире.
Весь мир знает Роберта Коха как одного из основателей медицинской микробиологии. В числе его заслуг открытие возбудителей туберкулеза в 1882 г. и холеры в 1889 г. Именно в «погоне» за микробом туберкулеза Р. Кох разработал методы окраски бактерий анилиновыми красителями. До этого в микроскоп рассматривали нативные неокрашенные препараты микробов. Р. Кох разработал также методику доказательств того, что причиной инфекционной болезни является тот или иной микроб.
2.5 Микроорганизмы I и IV групп патогенности
Все микроорганизмы вызывающие нежилательные эффекты в зависемости от их патогенности делят та 4 гуппы. В I относят самые патогенные микроорганизмы , обладающие крайне тяжеломи эфеками заболевания, вызывающие частый литальный исход. Такие как Чума, натуральная оспа и т.д..
К 4 группе относят менее патогенные микроорганизмы, каторые не вызывают литального исхода.
Патогенность — полидетерминантная, генотипическая характеристика определенного организма, ответственная за создание специфических структур(напр. капсула, экзотоксины) или отвечающая за поведение, нарушающее целостность тканей организма животных или человека. Патогенность характеризуется специфичностью, то есть способностью вызывать типичные для определенного возбудителя патофизиологические и морфологические изменения в определенных тканях и органах, при условии естественного для него способа заражения.[1] Чаще всего соответствуют определенному типу инфекционного заболевания с соответствующей клиникой и патоморфологией.
Условно-патогенные организмы — это естественные обитатели различных биотопов организма человека, вызывающие заболевания при резком снижении общего или местного иммунитета.
Вирулентность — количественная мера патогенности, измеряемая чаще всего в специальных единицах LD50 — минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству патогена, который при определенном способе заражения вызывает гибель 50 % зараженных животных. Вирулентность также связана с токсигенностью — способностью организма патогена синтезировать токсин, негативно влияющий на функции восприимчивого организма. Различают эндо- и экзотоксины.
Глава 3 Вирусы. Общие понятия и механизм взаимодействия с клеткой
3.1
Общие сведенья о вирусах
По внешнему виду вирусы делят на сферические, или шарообразные, кубические, палочковидные, или нитевидные, и сперматоподобные.
При некоторых вирусных инфекциях (бешенство, оспа и др.) II цитоплазме или ядре пораженной вирусом клетки образуются Особые, специфические для каждой инфекции внутриклеточные включения, значительно превосходящие по величине вирус и видимые в световой микроскоп. Это колонии вирусов. Обнаружение их в клетке имеет большое значение при диагностике бешенства, оспы и других инфекций. Отдельные виды вирусов, преимущественно вирусы растений, образуют в клетках кристаллические образования (кристаллы Ивановского). Их можно растворить, и из раствора выделяется вирус в аморфном, не кристаллическом состоянии, обладающий инфекционными свойствами. В каждом кристалле содержится до 1 млн. вирионов. Из зоопатогенных вирусов в кристаллическом виде пока получен вирус полиомиелита. Размеры вирусов колеблются в широких пределах. Мельчайшие из них (вирусы полиомиелита, ящура, энцефалитов) имеют в диаметре около 20—30 mix (миллимикрон) и приближаются по величине к белковым молекулам, а крупные вирусы (вирусы оспы, герпеса, плевропневмонии) по размерам близки к мельчайшим бактериям. Размер вирусов определяют ультрафильтрацией, ультрацентрифугированием и электроноскопией.
Из имеющихся в наличии вирусов 4/5, включенных в 17 семейств (t ДНК-содержащие и 11-РНК-содержащие вирусы) приспособились к паразитированию на позвоночных, три семейства паразиты беспозвоночных, одно семейство представлено вирусами растений. На сегодняшний день вирусы обнаружены у 73 видов грибов и у более 100 видов бактерий. Они являются основными возбудителями инфекционных заболеваний животных.
3.2
Типы взаимодействия вируса с клеткой
Имеются два основных типа взаимодействия вируса и клетки. При первом типе вирусный геном функционирует в зараженной клетке более или менее автономно. Репродукция его происходит независимо от репродукции клеточного генома. Вирусы, автономно размножающиеся в клетке, относятся к группе вирулентных. При таком характере взаимодействия вируса и клетки образуется новое поколение вирионов. В этом случае говорят о продуктивном взаимодействии. Когда же цикл репродукции прерывается на какой-либо промежуточной стадии и инфекционного вирусного потомства не образуется, такое взаимодействие вируса и клетки называют абортивным. В тех случаях, когда симбиоз клеточного и вирусного геномов оказывается кратковременным и после образования нового поколения вирусных частиц зараженная клетка (клетка-хозяин) гибнет, такую реакцию на вирусную инфекцию называют литической. Явление, когда клетка, в которой автономно размножается вирус, длительно сохраняет свою жизнеспособность, получило название латенции.
Второй тип взаимодействия вируса и клетки свойствен опухолевым вирусам, нуклеиновая кислота которых способна встраиваться (интегрироваться) тем или иным образом в клеточную хромосому в форме провируса, вызывая трансформацию клеток. Границы между вирусами с автономной репликацией геномов и интеграционными вирусами весьма условны, и один и тот же вирус в зависимости от вида клеток может вести себя либо как инфекционный, либо как интеграционный геном. Результатом такого взаимодействия вируса и клетки является изменение наследственных свойств клетки. Этот тип взаимодействия вируса и клетки называют вирогенией, подобно лизогении при взаимодействии фагов с бактериями. Вирусы, способные вызывать вирогению, относят к группе умеренных.
3.3
Адсорбция вируса
Заражение клетки начинается с адсорбции вируса на клеточной мембране, происходящей благодаря взаимодействию поверхностных белков вируса с мембранными рецепторами. Например, капсидные белки вируса полиомиелита связываются с особым рецептором (CD155); капсидные белки риновирусов - с молекулами адгезии ICAM-1 (CD155 и ICAM-1 принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов); капсидные белки ЕСНО-вирусов - с альфаVбета3-интегрином; гемагглютинины внешней оболочки вируса гриппа - с остатками сиаловой кислоты; гликопротеиды внешней оболочки ВИЧ - с молекулой CD4 и рецепторами хемокинов; гликопротеиды внешней оболочки вируса простого герпеса - с гепарансульфатом и рецептором ФНО ; гликопротеиды вируса Эпштейна-Барр - с рецептором фрагмента компонента комплемента C3d (CD21) на поверхности В-лимфоцитов.
Температура, как правило, мало влияет на адсорбцию (при 4єС и при 37єС скорость этого процесса практически одинакова).
Связывание с мембранными рецепторами не защищает вирусы от нейтрализации антителами.
3.4 Проникновение вируса в клетку
Адсорбированные вирусы проникают в клетку с помощью эндоцитоза или путем слияния с клеточной мембраной. Оказавшись в цитоплазме, вирусы освобождаются от большинства белков (раздевание) и начинают реплицироваться. Проникновение в клетку, раздевание и репродукция вирусов зависят от интенсивности энергетического метаболизма клетки и биохимических изменений, происходящих в клеточной мембране и цитоскелете. Так, при температуре ниже 37*С проникновение вирусов в клетку замедляется. Пусковым фактором проникновения обычно служит связывание некоторых поверхностных белков вируса с мембранными рецепторами клетки. Эти белки представлены на поверхности вирусов по крайней мере несколькими молекулами, а количество мембранных рецепторов обычно достигает нескольких сотен. В месте контакта вируса с клеточной мембраной происходит агрегация рецепторов, которая запускает механизм внутриклеточной передачи сигнала и стимулирует изменения в клеточной мембране. Адсорбция вируса обычно воспринимается клеткой как присоединение "нормального" лиганда к соответствующему рецептору.
Адсорбция многих вирусов запускает эндоцитоз, начинающийся с образования на мембране окаймленных ямок, покрытых клатрином. Затем формируются эндосомы, в составе которых вирусы поступают в цитоплазму. Данный способ проникновения в клетку характерен для пикорнавирусов, вирусов гриппа и аденовирусов. Последующее слияние вирусов с мембраной эндосом стимулируется понижением рН в эндосоме.
Влияние рН на процесс проникновения хорошо изучено у вируса гриппа. В адсорбции этих вирусов, агрегации рецепторов и эндоцитозе важную роль играют гемагглютинины внешней оболочки. Конформационные изменения гемагглютинина, возникающие при низком рН в эндосоме, приводят к выходу на поверхность молекулы амфифильных доменов, что приводит к слиянию внешней оболочки вируса и эндосомальной мембраны.
На молекулярном уровне процессы слияния с мембраной и раздевания большинства вирусов изучены плохо. В результате слияния липиды и белки внешней оболочки вируса смешиваются с липидами и белками клеточной мембраны, а нуклеокапсид оказывается в цитоплазме. У сложных вирусов в адсорбции и слиянии с клеточной мембраной могут последовательно участвовать разные белки внешней оболочки.
Есть данные, что в разных тканях или на разных поверхностях эпителиальных клеток механизмы адсорбции вирусов и их проникновения в клетку неодинаковы.
3.5 Синтез вирусных белков
В основе этого синтеза лежит тот же механизм, что и при синтезе белка в нормальных клетках. У РНК-содержащих пикорнавирусов функцию иРНК выполняют плюс-нити. У них односпиральная вирионная РНК транслируется с образованием одного гигантского полипептида, который затем расщепляется на отдельные функциональные белки. В синтезе полновирусного белка выражена постоянная во времени трансляция всех генов вирусной РНК. У орто-, рабдо- и парамиксовнрусов вирионная односпиральная РНК не транслируется, а транслируется комплементарная ей плюс-нить, поэтому синтез вирусных специфических белков начинается после образования вирусной иРНК (плюс-нити), которая комплементарна вирионной РНК-Минус-нити синтезируются на плюс-нити вирионной РНК-зависимой полимеразой (РНК-транскриптазой), находящейся в составе вириона в качестве структурного компонента. Синтезирующиеся вирионной полимеразой иРНК являются моноцистронными и значительно короче вирионной РНК. В процессе вирусной инфекции происходят распад клеточных полисом и образование вирусспецифических полисом.
Синтез вирусспецифического белка зависит от синтеза вирусной иРНК, но и влияет на него: если синтез белка нарушен, происходит затоваривание вновь образующейся иРНК в местах ее синтеза и тормозится дальнейший ее синтез.
Вирусные белки в процессе инфекции синтезируются в избыточном количестве, чем требуется для образования инфекционного вируса. Например, в клетках, инфицированных вирусами герпеса, в вирусное потомство включается только около 35% от общей массы вирусспецифических белков, синтезированных в клетках.
У большинства вирусов синтез белков осуществляется в цитоплазме; относительно ядерной локализации синтеза белков некоторых вирусов существует сомнение. Известно, что вирусные белки могут синтезироваться в одних структурах, а накапливаться— в других. Механизмы, ответственные за миграцию вирусных белков в ядро, не выяснены. Известно лишь, что отсутствие аргинина в среде приводит к подавлению миграции структурных белков вируса герпеса от места их синтеза (цитоплазмы) к месту сборки вирионов (ядру), хотя синтез ДНК и белка вируса не нарушен.
На разных стадиях инфекционного цикла могут преимущественно образовываться то одни, то другие группы вирусспецифических белков. Скорость их регулируется либо на уровне транскрипции (с образованием иРНК), либо на уровне трансляции (считывание иРНК на рибосомах).
В зараженной клетке непропорционально накапливаются иРНК с разных вирусных генов. Механизм этой непропорциональности заложен в самой вирусной частице. Этот же механизм определяет разную эффективность образования различ- ых белков. Стандартная вирусная частица содержит одну молекулу РНК и до 10 тыс. молекул белков. Помимо структур-ных белков, в зараженной клетке могут синтезироваться и не-структурные (но кодируемые вирусной РНК) белки. Наряду с синтезом белков в клетке при репродукции вируса гриппа происходит синтез и углеводных цепей, входящих в состав гликопротеидов. Присоединение углеводов осуществляется с помощью трансфераз, которые являются клеточными ферментами. Синтез липидов также осуществляется клеткой. Вирусная оболочка формируется при включении липидов из плазматической мембраны клетки-хозяина. Синтез вирусных нуклеиновых кислот и вирусспецифических белков происходит почти одновременно и не менее чем на 1 ч опережает созревание вирусных частиц.
3.6 Сборка вирионов и выход их из клетки
Синтез компонентов вирусных частиц в клетке разобщен и может протекать в разных структурах ядра и цитоплазмы. Вирусы, репликация которых проходит в ядрах, условно называют ядерными. В основном это ДНК-содержащие вирусы: адено-, папова-, парвовирусы, вирусы герпеса. Вирусы, реплицирующиеся в цитоплазме, называют цитоплазмэтическими. К ним относятся из ДНК-содержащих вирус оспы и большинство РНК-содержащих вирусов, за исключением ортомиксо- и ретровирусов. Однако это разделение весьма относительно, потому что в репродукции тех и других вирусов есть стадии, протекающие соответственно в цитоплазме и ядре.
Внутри ядра и цитоплазмы синтез вирусспецифических молекул также может быть разобщен. Так, например, синтез одних белков осуществляется на свободных полисомах, а других—на полисомах, связанных с мембранами. Вирусные нуклеиновые кислоты синтезируются в ассоциации с клеточными структурами вдали от полисом, которые синтезируют вирусные белки. При таком дизъюнктивном способе репродукции образование вирусной частицы возможно лишь в том случае, если вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью при достаточной концентрации узнавать друг друга в многообразии клеточных белков и нуклеиновых кислот и самопроизвольно соединяться друг с другом, т. е. способны к самосборке.
В основе самосборки лежит специфическое белок-нуклеиновое и белок-белковое узнавание, которое может происходить в результате гидрофобных ионных и водородных связей, а также стерического соответствия. Белок-нуклеиновое узнавание ограничено небольшим участком молекулы нуклеиновой кислоты и определяется уникальными последовательностями нуклеотидов в некодирующей части вирусного генома. С этого узнавания участка генома вирусными капсидными белками начинается процесс сборки вирусной частицы. Присоединение остальных белковых молекул осуществляется за счет специфических белок-белковых взаимодействий или неспецифических белок-нуклеиновых взаимодействий.
Объединение белка с вирусными нуклеиновыми кислотами в клетке происходит спонтанно как чисто физико-химическая реакция агрегации, требующая участия дополнительных факторов (рН, ионной силы, ионов металлов, осмоса и т.п.). После того как концентрация вирусных РНК и белка достигает критического уровня; у сложно устроенных вирусов принципы самосборки обеспечивает от начала до конца морфогенез вирионов.
Для того чтобы представить этап созревания дочерних вирусных частиц у парамиксовирусов, необходимо выяснить, каким образом молекула 50S РНК, около 10 тыс. молекул белков, липидов и сахара собираются в зараженной клетке и образуют морфологически и биологически полноценную частицу. Созревание можно разделить на три этапа: 1) образование внутриклеточных нуклеокапсидов; 2) организация вирусной мембраны; 3) выход зрелой вирусной частицы из клетки с помощью так называемого почкования.
Образование нуклеокапсидов. Быстрое включение 50S РНК в капсид обусловлено сравнительно быстрым и в избытке накоплением в. зараженной клетке структурных белков нуклеокапсидов. Формирование (ассемблирование) вирионов происходит путем самосборки, которая обусловлена «узнаванием» РНК белками. Полагают, что узнающим белком является белок Р, поскольку он наиболее жестко связан с РНК в вирусных частицах. Считают, что узнаваемый участок РНК локализуется на 5'-конце молекулы. Нуклеокапсиды накапливаются в цитоплазме зараженных клеток, причем скорость образования внутриклеточных нуклеокапсидов гораздо выше, чем скорость образования вируса. Образование внутриклеточных нуклеокапсидов сопряжено во времени с биосинтезом 50S РНК.
Организация вирусной мембраны. Структурной основой вирусных и цитоплазматических мембран является двойной липидный слой. Последний у вирусной мембраны почти без изменений повторяет липидный слой плазматической мембраны клетки-хозяина. Мембраны вирусных частиц содержат наружный (гликопротеиды HN и F) и внутренний белковый слой (белок М).
В построении вирусной мембраны участвуют предсуществующие липиды клеточных мембран. Гликопротеиды вируса включаются в мембраны зараженных клеток, поэтому вскоре после их заражения в наружных мембранах клеток выявляется поверхностный вирусный антиген (гликопротеид HN, являющийся одновременно гемагглютинином, нейраминидазой и рецепторным белком).
В плазматических мембранах клеток, зараженных вирусом гриппа, обнаружены все белки липопротеидной оболочки вируса: НА (либо НА1 + НА2); NA (нейраминидаза) и М (внутренний белок вирусной мембраны). Гликопротеиды НА (гемагглютинина) и NA синтезируются в так называемых шероховатых мембранах, т.е. в мембранах, с которыми связаны синтезирующие белки рибосомы. После синтеза полипептиды транспортируются по гладким плазматическим мембранам в комплекс Гольджи, где происходит тримминг углеводных цепей. Из комплекса Гольджи гликопротеиды поступают в наружные мембраны. Происходит сборка структур, состоящих из 6 молекул гемагглютинина, вокруг одной молекулы нейраминидазы. Белок М синтезируется там же, где и гликопротеиды, но транспортируется иначе и накапливается на внутреннем листке плазмалеммы.
Гемагглютинин вируса гриппа синтезируется в зараженной клетке в виде предшественника, который в процессе транспорта в плазматические мембраны нарезается на две неравные субъединицы: большую и малую. Нарезание осуществляется клеточными протеазами. Степень нарезания зависит от штамма вируса и клеточной системы. При нарезании предшественника возрастает инфекционность вируса. Последняя снижена у частиц, содержащих молекулы гемагглютинина, часть которых ИЛИ все они не нарезаны. Видимо, нарезание гемагглютинина существенно для адсорбции и для стадии проникновения вируса. Обработка вирионов гриппа трипсином увеличивает эффективность адсорбции и его проникновения. Отсутствие нарезания гемагглютинина приводит к нарушению способности вирусного потомства заражать новые дочерние клетки. Нуклеокапсиды парамиксовирусов способны узнавать модифицированные М-белком участки наружных мембран зараженных клеток. Нуклеокапсиды связываются непосредственно с этими модифицированными участками. Вслед за этим начинается процесс выпячивания всего конгломерата, заканчивающийся отторжением. Этот процесс получил название «почкование». Липидосодержащие вирусы животных почкуются на плазматических мембранах клеток и содержат элементы оболочек клетки-хозяина. По сути, вирусная оболочка представляет собой модифицированную вирусными белками клеточную мембрану.
Главная роль в организации липопротеидной мембраны вируса, равно как и во включении нуклеокапсида в участок почкования, видимо, принадлежит белку М.
В связи с разнообразием структуры вирусов животных разнообразны и способы формирования вирионов, однако можно сформулировать следующие общие принципы сборки
1) у просто устроенных вирусов формируются провирионы, которые затем в результате модификаций белков превращаются в вирионы. У сложно устроенных вирусов сборка осуществляется многоступенчато — сначала формируются нуклеокапсиды или сердцевины, с которыми взаимодействуют белки наружных оболочек;
2) сборка сложно устроенных вирусов (за исключением сборки вирусов оспы и реовирусов) осуществляется на клеточных мембранах. Сборка ядерных вирусов происходит с участием ядерных мембран, сборка цитоплазматических вирусов — с участием мембран эндоплазматической сети или плазматической мембраны, куда независимо друг от друга прибывают все компоненты вирусной частицы; 3) у ряда сложно устроенных вирусов существуют специальные гидрофобные белки, выполняющие функции посредников между сформированными нуклеокапсидами и вирусными гликопротеидами. Такими белками являются матриксные белки у ряда минус-нитевых вирусов (ортомиксо-, парамиксо-, рабдовирусов);
4) сборка нуклеокапсидов, сердцевин, провирионов и вири-онов происходит не во внутриклеточной жидкости, а в специальных структурах, предсуществующих в клетке или индуцированных вирусом («фабриках»);
5) сложно устроенные вирусы для построения своих частиц используют ряд элементов клетки-хозяина, например липиды, некоторые ферменты, у ДНК-геномного SV40 — гистоны, у оболочечных РНК-геномных вирусов — актин, а в составе арена-вирусов обнаружены даже рибосомы. Клеточные молекулы несут определенные функции в вирусной частице, однако включение их в вирион может явиться и следствием случайной контаминации, как, например, включение ряда ферментов клеточных оболочек или клеточных нуклеиновых кислот.
Сборка ДНК-содержащих вирусов. В сборке ДНК-содержащих вирусов есть некоторые отличия от сборки РНК-содержащих вирусов. Как и у РНК-содержащих вирусов, сборка ДНК-содержащих вирусов является многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм, отличающихся от зрелых вирионов по составу полипептидов. Первый этап сборки заключается в ассоциации ДНК с внутренними белками и формировании сердцевин или нуклеокапсидов. При этом ДНК соединяется с предварительно сформированными «пустыми» капси-дами.
В результате связывания ДНК с капсидами появляется новый класс промежуточных форм, которые называются неполными формами. Помимо неполных форм с разным содержанием ДНК, существует другая промежуточная форма в морфогенезе — незрелые вирионы, отличающиеся от зрелых тем, что содержат ненарезанные предшественники полипептидов. Таким образом, морфогенез вирусов тесно связан с модификацией (процессингом) белков.
Сборка ядерных вирусов начинается в ядре, обычно — в ассоциации с ядерной мембраной. Формирующиеся в ядре Промежуточные формы вируса герпеса почкуются в перинукле-арное пространство через внутреннюю ядерную мембрану, и вирус приобретает таким путем оболочку, которая является дериватом ядерной мембраны. Дальнейшая достройка и созревание вирионов происходят в мембранах эндоплазм этической сети и в аппарате Гольджи, откуда вирус в составе цитоплазматических везикул транспортируется на клеточную поверхность.
У непочкующихся липидосодержащих вирусов (вирусов оспы) сборка вирионов происходит в уже описанных цитоплазматических «фабриках», Липидная оболочка вирусов в «фабриках» формируется из клеточных липидов путем автономной самосборки, поэтому липидный состав оболочек значительно отличается от состава липидов в клеточных мембранах
Существует два способа выхода вирусного потомства из клетки: путем взрыва и путем почкования. Выход из клетки путем взрыва связан с деструкцией клетки, нарушением ее целостности, в результате чего находящиеся внутри клетки зрелые вирусные частицы оказываются в окружающей среде. Такой способ выхода из клетки присущ вирусам, не содержащим липопротеидной оболочки (пикорна-, рео-, парво-, папова-, аденовирусы). Однако некоторые из этих вирусов могут транспортироваться на клеточную поверхность до гибели клетки.
Выход из клетки путем почкования присущ вирусам, содержащим липопротеидную мембрану, которая является дериватом клеточных мембран. При этом способе клетка может длительное время сохранять жизнеспособность и продуцировать вирусное потомство, пока не произойдет полное истощение ее ресурсов.
Разные вирусы могут вызывать самые разнообразные клеточные реакции, связанные с изменениями обмена и функции клетки. Клеточные реакции на вирусную инфекцию могут быть четырех типов. К первому из них относятся разнообразные патологические изменения, проявляющиеся угнетением синтетических процессов, нарушением функциональной активности, повреждением структуры самой клетки и ее гибелью. Такие изменения обозначаются как цитопатическая реакция на вирусную инфекцию, а способность вирусов вызывать такую реакцию — цитопатогенное действие. Второй тип клеточных реакций заключается в синтезе закодированных в клеточном геноме белков (интерферонов), обладающих антивирусной активностью. Третий тип реакции проявляется размножением вируса без видимых патологических изменений клеток (латенция). И, наконец, возможен четвертый тип, когда наличие вируса в клетке сопровождается ее пролиферацией.
3.7 Вирус Эбола. Общие сведенья
Первый известный организм такого рода - вирус «Марбург», африканского происхождения. Первый зафиксированный случай - Германия, город Марбург, обезьяний питомник, 1967. Первая жертва - работник питомника, заразившийся от обезьян, привезенных из Уганды, и скончавшийся 2 недели спустя. 1980 год: Кения, 1980-й. Чарльз Моне - француз, живший и работавший в Африке почти всю свою жизнь. Первый европеец, скончавшийся от Эбола. Заболел после посещения знаменитой теперь среди вирусологов пещеры горы Элгон. Скончался в больнице г.Найроби -о собственно протекании болезни и ее характере ниже. Никто ничего не понимал. Лечивший его врач Шем Мусоке понятия не имел, с чем имеет дело, а потому не особо и встревожился, когда во время одного из приступов Моне буквально обдал его с ног до головы хлынувшей из горла кровью. Через несколько недель Мусоке скончался, врачи больницы, обеспокоенные тем, что они абсолютно ничего в происходящем не поняли, отослали образцы тканей и крови в США, в Центр Контроля Вирусных Заболеваний. Вот так и получили впервые образцы вируса Эбола . Свое имя вирус получил от реки Эбола , впадающей в реку Конго. Первый случай вспышки Эбола - 1976 г., Заир. Эпидемия вспыхнула в 55-ти деревнях, прилежаших к реке, и уносила 9 из 10-ти жизней. Как вспыхнула, так и прекратилась. Внезапно и без всякого участия человека или видимых причин.
3. Американские ученые называли тех своих собратьев, кто работал с Эбола, безумцами. Но их и не столь много. Крайне мало желающих заниматься этим вирусом, особенно имея в виду процесс протекания болезни, каковой превосходит самые дикие фантазии творцов ужасов. Один из известнейших вирусологов, работавший с Эбола, как-то сознался, что очень часто ночью он просыпается от кошмаров. Эбола почему-то не вырывается в мир, подобно СПИД. Эбола таинственно появляется, убивает некоторое количество людей в определенной местности, строго локализованной, и таинственно куда-то уходит. Мы, собственно говоря, понятия не имеем, что Эбола натворил в прошлом и что может в будущем. Эпидемия Эбола способна поставить под угрозу существование видов. Эбола полностью непредсказуем. Эбола может вырваться в мир - и если Эбола, как показывают случаи и опыты с обезьянами, передается по воздуху - за 6 недель решить если не все, то большинство тех проблем, коими мы так озабочены. Просто тем, что нас останется очень мало, если вообще кто-то останется. Сам по себе вирус очень прост, дальний родственник кори, бешенства и кое-каких легочных вирусов.
4. Вирус атакует каждый орган и каждую ткань в человеческом организме, за исключением мышц скелета и костей. Вирус является идеальным паразитом, превращая практически все части организма в нечто, напоминающее переваренное желудком вещество, пропитанное вирусом. 7 протеинов, о которых столь мало известно, работают, как единый отлаженный механизм, не знающий усталости, как своего рода вирусная акула. В крови появляются сгустки, кровь загустевает, замедляет движение, сгустки начинают скапливаться на стенках сосудов, так называемое выстилание - образующаяся мозаика покрывает внутренние стенки сосудов. Сгустков все больше и они все толще, они начинают закупоривать капилляры, перекрывая доступ крови к различным частям тела. Начинают омертвевать части мозга, почек, печени, легких, кишечника, половых органов, груди (у мужчин и женщин), целые части кожного покрова. Происходят микрокровоизлияния под кожей, покрывая ее красными пятнами. С особенной яростью Эбола бросается на связующие ткани, размножаясь в коллагене - основном протеине тканей, делающих из нашей кожи, из нашего, следовательно, тела, единое целое. Каким-то образом 7 протеинов Эболы сьедают структурные протеины нашего тела. Коллаген в теле жертвы превращается в кашу, подкожная тела умирает и начинает разлагаться. Непроизвольные трещины начинают покрывать кожу, откуда немедленно начинает течь кровь. Красные пятна разрастаются, становятся огромными синяками, кожа становится мягкой, пухлой, любое нажатие вызывает отслоение кожи. Рот кровоточит, десны кровоточат, кровоточит практически любое отверстие в теле, каким-бы маленьким оно не было. Поверхность языка становится пурпурно-красной, кожа с языка начинает слазить - чтобы быть проглоченной или выплюнутой. Говорят, что одна из самых сильных известных болей - боль от утраты покрова языка. Покров языка буквально отрывается во время очередного приступа черной рвоты. Покровы горла, дыхательных путей также отслаиваются, с тем, чтобы упасть вниз в легкие или быть выплюнутыми. Сердце истекает кровью само в себя, сердечные мышцы размягчаются, кровь начинает выплескиваться в грудную клетку. Мозг забивается мертвыми кровяными клетками, наступает состояние, известное как «загрязнение» (не уверен за термин - М.Угрюмый) мозга. Эбола атакует внутренние поверхности глазных яблок, они переполняются кровью, человек может ослепнуть. Кровь начинает сочиться из глаз, в таких количествах, что она стекает по щекам. Кровь - не сворачивается. Может постигнуть удар головного полушария с частичним или полным параличом. Но даже в то время, когда организм переполняется мертвой свернувшейся кровью, кровь, вытекающая наружу, не коагулируется. Если эту кровь рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть, что кровь - мертва. Красные кровяные тельца разрушены. Внешне впечатление такое, что кровь, вытекающую из пораженного, предварительно пропустили через миксер. Эбола убивает огромное количество тканей в то время, пока носитель - пораженный, еще жив. Начинается прижизненный некроз, поражающий все внутренние органы. Печень вспухает, желтеет, станогвится жидкообразной и, наконец, раскалывается. Трещина пересекает всю печень, уходить вглубь, печень гибнет и начинает разлагаться в организме еще живого пораженного. Почки переполняются мертвыми клетками и кровяными сгустками, и прекращают работу. Кровь немедленно заражается мочой, которой нет выхода. Селезенка превращается в один большой твердый сгусток крови размером с бейсбольный мяч. Кишечник переполняется сгустками крови. Внутренняя поверхность желудка отмирает и отваливается кусками - в прямую кишку, откуда эти куски выходят из тела во время дефекации, вместе с огромным количеством крови. Заражение Эбола фатально для беременной женщины, происходит непроизвольный выкидыш плода. Плод рождается с красными глазами, кровоточащим носом и буквально пропитан вирусом. Эбола разрушает и мозг, жертвы Эбола очень часто впадают в эпилептические припадки, особенно на завершающей стадии болезни. Все тело содрогается в конвульсиях, кровоточащие глаза закатываются вверх. Кровь во время припадка летит во все стороны - какая-то дьявольская хитрость вируса, т.к. именно в это время чаще всего происходит заражение окружающих, от летящей во все стороны крови пораженного. Вирус Эбола размножается так быстро, что пораженные клетки организма превращаются в кристаллоподобные блоки (кристаллоиды) уплотненных частиц вируса . Такие образования известны как «кирпичи». Эбола размножается в сердце, кишечнике, глазах - практически во всех частях организма. После смерти труп внезапно, резко, буквально на глазах разлагается. Дело в том, что внутренние органы тела были мертвы уже несколько дней, наступает своего рода «растворение» тела, мгновенное разложение.
5. Сентябрь 1976 г. Северный Заир район Бумба. Тропические леса и разбросанные там и и сям деревеньки, река Эбола, пересекающая район. Больница Миссии Ямбуку, обслуживаемая бельгийскими сестрами. Эпидемия внезапно вспыхнула в 55-ти деревнях, окружающих больницу. Где подцепил вирус тот первый больной Эбола , которого доставили в больницу из джунглей, навсегда останется тайной. Первыми были поражены те, кого иньекцировали в больнице. Затем дело дошло до родственников пораженных. Слегли больничные сестры. Одну из сестер решил спасти священник миссии Ямбуку, доставив ее в больницу столицы Заира Киншаса. Там она и скончалась, вызвав ужас среди медперсонала, т.к. никто ничего не понимал, а обстоятельства кончины могли и неверующего заставить поверить во что угодно, только не в здравый смысл. Палата, где она скончалась, была буквально выкрашена с потолка до пола ее кровью. Персонал отказался отмывать палату, ее просто заперли. К загадке ее жуткой смерти примешались слухи, просочившиеся в столицу из джунглей - о непонятной и страшной болезни, сметающей население деревень вдоль рек Эбола и Конго. Через некоторое время умирает медсестра, ухаживавшая за сестрой из Ямбуку. Город Киншаса впал в состояние, близкое к панике. Президент Мобуту Сесе Секо, со свойственной африканским президентам решительностью, ввел в дело армию. Больницу в Киншаса окружили войсками, прекратив всякий доступ. Все дороги в район Бумба были заблокированы, с приказом стрелять в любого, пытающегося покинуть район
6. Городок Рестон, штат Вирджиния, 10 миль к западу от Вашингтона. Обезьяний питомник, известный, как Карантинный Отдел для приматов Рестон. Каждый год в США импортируются около 16 тысяч обезьян, в основном для научных целей. Перед тем, как попасть в место окончательного назначения, обезьяны должны пройти месяц карантина. 1989 год. Рестон получает партию диких обезьян, количеством 100, с Филлипин. С уже там находящимися, в Рестоне находилось 500 обезьян. Служащие обнаруживают признаки непонятной болезни. Первые жертвы среди филлипинской группы. Образцы тканей и крови отправляются на анализ в Форт Детрик, научно-исследовательский центр армии США. Анализ повергает всех в шок. Это - Эбола. Достаточно быстро организуется группа военных, здание изолируется (в 100 метрах - детсад), и все обезьяны, все 500, умерщвляются. Все работы в здании производятся персоналом, одетым в костюмы высшей степени биозащиты. Здание подвергается высшей степени биозачистки и потом опечатывается. Среди людей жертв нет. Загадка номер один - филлипинские обезьяны никак не могли снюхаться с более ранними обитателями. Вирус Эбола есть на Филлипинах? Он там свой или каким-то хитрым образом попал из Африки? Ведь до сих пор полагалось, что Эбола - это Африка. Загадка номер два - эпидемия распространилась и среди других обезьян, и распространиться она могла только по воздуху.
7.
8. Заключение: Возникновение вирусов , подобных СПИД, Эбола , похоже, является следствием разрушения экосистемы тропических лесов. Все вирусы визникали там, где экосистема была нарушена, особенно и именно это касается тропических лесов - самых больших резервуаров жизни на планете. Вырываясь из лесов, вирус проносится сквозь человечество, как эхо от криков умирающей природы. Вот только некоторые имена этих вирусов: Ласса; Рифт Вэлли; Оропуч; Росио; Гванарито; ВЕЕ; Мокола; Давенхейдж; ЛеДантек; Вирус мозга Леса Квазанур;; СПИД; Марбург; Эбола Судан; Эбола Заир; Эбола Рестон. Список можно продолжить. Возникает естественное предположение - не есть-ли все эти вирусы ответ Природы человечеству? Человечества стало слишком много. Оно стало себе слишком много позволять. У Природы есть интересные способы уравновешивать популяции, не относится-ли Эбола к такому способу? Размышляя о Эбола, невольно приходишь к мысли о том, что СПИД - это еще не ответ Природы. Это - первое предупреждение. Первый звонок. Главное впереди. Главное только показывается, время от времени, как первые всполохи сверхтайфуна на горизонте. Вирусологи считают, что если Эбола вырвется в мир (все-таки совершенно непонятно, почему этого не происходит), и если Эбола передается по воздуху, последствия будут сопоставимы или превзойдут последствия бубонной чумы в средневековой Европе.
9. Вирус Эбола был идентифицирован в 1976 г., когда одновременно вспыхнули две эпидемии - на юге Судана (284 случая, летальность 53%) и на севере Заира (318 случаев, летальность 88%). Серологические тесты показали, что два штамма, заирский и суданский, не были одинаковыми.
Другой штамм вируса Эбола был выделен в 1989 г. во время вспышки инфекции в обезьяньем питомнике в Рестоне, США. Обезьяны были привезены с Филиппинских островов. 4 сотрудника американского питомника и 4 - филиппинского были серопозитивными, но ни у кого не развилась геморрагическая болезнь. Этот "рестонский" штамм вируса Эбола, по-видимому, является высокопатогенным для обезьян, но не для человека.
В статье сообщается о выделении нового штамма вируса Эбола у человека и его связи с повышенной смертностью в стае диких шимпанзе в Кот-д'Ивуаре. Это первый случай инфицирования человека, связанного с естественно инфицированными обезьянами в Африке.
Шимпанзе изучались в течение 15 лет в Национальном парке в Кот-д'Ивуаре. В результате двух вспышек смертности в 1992 и 1994 гг. из 80 животных в настоящее время осталось 33. Свежий труп одного шимпанзе был вскрыт с целью установить причину смерти. Ткани животного, образцы крови двух взрослых самцов и одной самки, а также образцы сыворотки от двух членов группы этологов были отправлены для исследований во Францию, Институт Пастера. У 34-летней женщины, производившей вскрытие трупа шимпанзе, развился синдром, напоминавший тропическую лихорадку. Серологическое тестирование этих сывороток на антигены основ ных африканских вирусов геморрагической лихорадки (lgG и lgM ELISA на Конго-Крымскую лихорадку, желтую и лихорадку Rift Valley) дало отрицательный результат. Иммунофлюоресцентный анализ, выполненный в целях обнаружения вирусов Аасса, Эбола, и Марбурга, также не дал результатов. И только после запроса самой свежей сыворотки пациентки и проведения иммунофлюоресцентного анализа удалось выявить цитоплазматические включения, которые оказались вирусными антигенами, распознанными антителами пациента. Специфические реагенты, представленные Центром по контролю заболеваний, подтвердили идентификацию штамма вируса Эбола. Были выявлены большие антигенные различия между новым штаммом и тремя известными штаммами вируса Эбола. Наиболее реакционным оказался заирский антиген.
Таким образом, эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что причиной высокой смертности была эпидемия Эбола а контактирование с инфицированными тканями или кровью во время вскрытия трупов является причиной инфекции у людей.
Морфологические изменения тканей различных органов мертвых шимпанзе и 5 человеческих трупов, вскрытых во время вспышки болезни в Судане и Заире, были сходными. Данные показывают, что этот новый штамм серологически связан со смертоносным заирским вирусом Эбола, но имеет свои отличия. Этот новый штамм смертелен для шимпанзе и, можно предположить, для людей. Еще предстоит выяснить, что является естественным резервуаром этого вируса, а также инфицируются ли им люди в данном регионе. Ученые предполагают, что риск инфекции при контактировании с инфицированной тканью может быть высок, однако передаваемость болезни представляется низкой.
3.8 Желтуха. Общие сведенья
Желтухой называется синдром, развивающийся вследствие накопления в крови избыточного количества билирубина. В клинике он диагностируется по окрашиванию кожи и слизистой в различные оттенки желтого цвета.
Интенсивность желтухи зависит от кровоснабжения органа или ткани. В начале обнаруживается желтое окрашивание склер, несколько позднее - кожных покровов. Накапливаясь в коже и слизистой, билирубин в сочетании с другими пигментами прокрашивает их в светло-желтый цвет с красноватым оттенком. В дальнейшем происходит окисление билирубина в биливердин, и желтуха приобретает зеленоватый оттенок. При длительном существовании желтухи кожные покровы приобретают черновато-бронзовую окраску. Таким образом, осмотр больного позволяет решить вопрос о длительности желтухи, что имеет большое дифференциально-диагностическое значение.
Различают три основных вида желтух:
1Гемолитическая желтуха (надпеченочная).
2Паренхиматозная желтуха.
3Обтурационная (механическая желтуха).
Гемолитические желтухи.
Рассмотрим механизмы развития гемолитической желтухи. Для этого необходимо кратко вспомнить определение гемолиза и его механизмы. Гемолизом называется усиленное разрушение эритроцитов. В норме эритроциты циркулируют в крови в течение 120 дней. При гемолитических состояниях продолжительность жизни эритроцитов значительно укорачивается, иногда до нескольких часов.
Гемолиз бывает внутрисосудистым, когда эритроцитоц лизируются в крови, и внесосудистым - эритроциты подвергаются деструкции и перевариваются системой макрофагов. Внутрисосудистый гемолиз встречается относительно редко. Он может возникнуть вследствие механического разрушения эритроцитов при травмировании в малых кровеносных сосудах (маршевая гемоглобинурия), турбулентном кровяном потоке (дисфункция протезированных клапанов сердца), при прохождении через депозиты фибрина в артериолах (тромботическая тромбоцитопеническая пурпура, гемолитико-уремический синдром, ДВС-синдром), в результате несовместимости эритроцитов по системе АВ0, резус или какой-либо другой системе (острая посттрансфузионная реакция), под влиянием комплемента (пароксизмальная ночная гемоглобинурия, пароксизмальная холодовая гемоглобинурия), вследствие прямого токсического воздействия (яд змеи кобры, инфекции), при тепловом ударе.
Внесосудистый гемолиз осуществляется преимуещственно в селезенке и печени. Селезенка способна захватывать и разрушать малоизмененные эритроциты, печень различает лишь эритроциты с большими нарушениями, однако поскольку ток крови к печени примерно в 7 раз больше, чем к селезенке, печень может играть существенную роль в гемолизе.
Удаление эритроцитов из крови макрофагами происходит в основном двумя путями. Первый механизм связан с распознаванием макрофагами эритроцитов, покрытых IgG-АТ и С3, к которым на поверхности макрофагов имеются специфические рецепторы - иммуногемолитические анемии. Фагоцитоз эритроцитов сопровождается усиленной клеточной пролиферацией в селезенке (и в меньшей степени печени) с гиперплазией органа, увеличением тока крови в нем, повышением его функционально активности.
Второй механизм обусловлен изменениями физических свойств эритроцитов, снижением их пластичности - способности изменять свою форму при прохожднеии через узкую фильтрационную сеть селезенки. Нарушение пластичности отмечается при мембранных дефектах эритроцитов (наследственный микросфероцитоз), изменении липидного состава мембран (при циррозе печени), аномалиях гемоглобина, ведущих к повышению вязкости внутриклеточной среды эритроцита (серповидно-клеточная анемия), наличии включений в цитоплазме эритроцитов (бета-талассемия, альфа-талассемия), прециптированного гемоглобина в виде телец Гейнца (дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы). Накопление эритроцитов в селезеночной пульпе, независимо от его мхеанизма, вызывает дальнейшую редукцию эритроцитарной поверхности - процесс "кондиционирования", что еще больше ухудшает условия продвижения клеток через синусы селезенки, приводит к необратимой задержке и деструкции эритроцитов путем их фрагментации и фагоцитоза макрофагами.
Наиболее важным признаком в начальной диагностике гемолиза является увеличение числа ретикулоцитов . ретикулоцитоз отражает активацию костномозговой продукции эритроцитов в ответ на их разрушение на периферии. Кроме того, ускоренный выброс из костного мозга недозрелых эритроцитов, содержащих РНК, обуславливает феномен полихроматофилиии эритроцитов в фиксированных окрашенных азур-эозином мазках крови.
Уровень непрямого билирубина в сыворотке крови при гемолизе повышен. Уровень его повышения зависит от активности гемолиза и способности гепатоцитов к образованию прямого билирубина и его экскреции. Уровень прямого билирубина (связанного) в сыворотке крови нормальный и билирубинурия отсутствует, так как через неповрежденный почечный фильтр проходит только прямой билирубин. В моче и кале содержится увеличенное количество уробилина и стеркобилина.
Таким образом, повышенный гемолиз независимо от его этиологии всегда приводит к характерной клинической триаде:
1. Анемия
2. Желтуха с лимонным оттенком
3. Спленомегалия
Несколько практических советов: как запомнить, что прямой билирубин - это связанный, а непрямой - свободный.
1. Быть прямым и свободным одновременно невозможно следовательно прямой билирубин связанный.
2. Не свой. Непрямой билирубин свободный.
3. Паренхиматозная желтуха
При паренхиматозной желтухе повышается уровень прямого билирубина. В норме прямой билирубин выделяется в желчный капилляр и далее по билиарному дереву поступает в двенадцатиперстную кишку. Этот путь транспорта может нарушаться на внутриклеточном участке. Таким образом, при паренхиматозной желтухе страдает сама печеночная клетка. Этот вид желтухи возникает, например, при вирусных гепатитах. Вирус гепатита А обладает прямым повреждающим действием на клетки печени. Иммунная реакция в ответ на попадание вируса обычно адекватна, что и обусловливает редкость тяжелых форм заболевания и отсутствие перехода в хронический гепатит. Вирус гепатита В не обладает прямым цитопатогенным действием, но инкорпорирование вирусов или их частиц в мембраны печеночных клеток вызывает развитие клеточной цитотоксической реакции, направленной против клеточной оболочки, которая может приводить к некрозу печеночных клеток. Полный зрелый вирус гепатита В имеет 3 антигенные системы. В наружной оболочке вируса содержится поверхностный антиген (HbsAg), во внутренней оболочке - 2 антигена, HbеAg локализуется в цитоплазме гепатоцита, но не проникает в ядро, HbcAg (от латинского соr - сердцевина, ядро) проникает в ядро гепатоцита. Последний никогда не обнаруживается в крови, где можно выявить лишь антитела к нему. HbsAg способен образовывать с иммунные комплексы, которые могут циркулировать в крови (ЦИКи). Именно наличие циркулирующих иммунных комплексов при хроническом гепатите обусловливает наличие целого ряда системных проявлений. Кроме вирусных гепатитов, печеночные клетки поражаются и при гепатитах другой этиологии (острые токсические, лекарственные гепатиты, алкогольные гепатиты).
Обтурационная (механическая) желтуха.
При этом виде желтухи также увеличивается уровень прямого билирубина, что обусловлено нарушением оттока желчи по внепеченочным желчным протока. Таким образом, обтурационная желтуха является следствием закупорки желчных протоков. Это патологическое состояние, которое не имеет однородных этиологических факторов. В патогенезе ключевым моментов является нарушение оттока желчи. Желчь не втекает в желудочно-кишечный тракт, следовательно не происходит нормального всасывания и переваривания.
Обтурация происходит за счет:
- камня
- опухоли
- рубцовой стриктуры протоков
При опухоли наблюдается ахолия, холемия. При закупорке камней присоединяется инфекция (холангит), что отягощает течение обтурационной желтухи. Наблюдается синдром Шарко или, другое название триада Шарко: желтуха, сопровождающаяся увеличением печени, боли, лихорадка. Это острое состояние, связанное с закупоркой. Застой желчи, закупорка и инфекция являются ведущими моментами. В тяжелых случаях может развиться сепсис, при котором появится пентада Рейнольда: триада Шарко + гипотония и спутанное сознание. Таким образом, речь идет о билиарном септическом шоке. Чаще всего камни вентильные. В крови лейкоцитоз, ускорение СОЭ, сдвиг формулы влево, анемия. В моче - желчные пигменты. Кал не окрашен, но при вентильном камне кал то окрашен, то нет. В биохимическом анализе крови щелочная фосфатаза не увеличена. Паренхиматозных поражений нет. Будут гнойная инфекция и синдром холестаза.
При закупорке опухолью клиника будет скудная, отмечается симптом Курвуазье - увеличенный, безболезненный желчный пузырь. Этот симптом связан с закупоркой дистальных отделов желчных путей. Этот симптом встречается при раке головки поджелудочной железы. Однако, если опухоль высокой локализации, то симптома Курвуазье не будет. Высокая локализация: рак желчного пузыря, пузырного протока. При высокой локализации опухоли будет синдром блокады доли печени: длительная время обтурационная желтуха, а билирубинемия не более 170 (норма 17-20). Происходит закупорка одного из печеночных протоков (правого или левого). Если рак головки поджелудочной железы, то билирубинемия достигает 300-400-500 Ед. В клиническом анализе крови при опухоли может быть незначительное увеличение СОЭ. Повышен прямой билирубин. Щелочная фосфатаза и пировиноградная фосфатаза не изменены.
3.9 Сравнение Лихорадки Эбола и Желтухи. Возможные действия при аедении биологической войны.
Вирус Эбола обладает высокой потогенностью, большим количеством литальных исходов, а желтуха в свою очередь, вполне обыденное заболевание с которым сталкивались многи люди. Ранее сказанно что ряд симптомов у этих заболеваний схож. Лихорадка Эбола может вызвать желтуху. При одновременном применении желтухи и вируса эбола, будет достигнута максимальная эффективность, так как помимо трудности индефикации вируса Эбола, определение его так же значительно ослажняеться тем, что во время инкубационного периода, который у этих болезней примерно одинаковый ( 7 дней), эти 2 заболевания выдают общие симптомы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Угроза «биологической войны» или Биотероризма немало важна,так как, во время ведения военных действий не исключенна аозможность применения биологических средств. В данной работе приведён пример эфективного применения биологических средств, причем нескольких, для обеспечения наибольшей эфективности. Биологический агент может быть разным, и в полне возможно что он малоизучен. Зная возможные последствия, я считаю что нужно увеличить возможности индефикации и контроля за биологическими агентами в Вооружённых силах Российской Федирации.
