Природа вирусов и их коренные отличия от других инфекционных агентов

Накопление  вирусов. Для приготовления вакцинных препаратов необходимо накопить вирус. С этой целью часто используют развивающиеся куриные эмбрионы, которых заражают данным вирусом. После инкубирования зараженных эмбрионов в течение определенного времени накопившийся в них вследствие размножения вирус собирают, очищают (центрифугированием или другим способом) и, если нужно, инактивируют. Очень важно удалить из препаратов вируса все балластные примеси, которые могут вызывать серьезные осложнения при вакцинации. Конечно, не менее важно убедиться, что в препаратах не осталось неинактивированного патогенного вируса. В последние годы для накопления вирусов широко используют различные типы клеточных культур.

Методы изучения вирусов.

Вирусы  бактерий первыми стали объектом детальных исследований как наиболее удобная модель, обладающая рядом преимуществ по сравнению с другими вирусами. Полный цикл репликации фагов, т.е. время от заражения бактериальной клетки до выхода из нее размножившихся вирусных частиц, происходит в течение одного часа. Другие вирусы обычно накапливаются в течение нескольких суток или даже более продолжительного времени. Незадолго до Второй мировой войны и вскоре после ее окончания были разработаны методы изучения отдельных вирусных частиц. Чашки с питательным агаром, на котором выращен монослой (сплошной слой) бактериальных клеток, заражают частицами фага, используя для этого его последовательные разведения. Размножаясь, вирус убивает «приютившую» его клетку и проникает в соседние, которые тоже гибнут после накопления фагового потомства. Участок погибших клеток виден невооруженным глазом как светлое пятно. Такие пятна называют «негативными колониями», или бляшками. Разработанный метод позволил изучать потомство отдельных вирусных частиц, обнаружить генетическую рекомбинацию вирусов и определить генетическую структуру и способы репликации фагов в деталях,  клещевой энцефалит). казавшихся ранее невероятными. Работы с бактериофагами способствовали расширению методического арсенала в изучении вирусов животных. До этого исследования вирусов позвоночных выполнялись в основном на лабораторных животных; такие опыты были очень трудоемки, дороги и не очень информативны. Впоследствие появились новые методы, основанные на применении тканевых культур; бактериальные клетки, использовавшиеся в экспериментах с фагами, были заменены на клетки позвоночных. Однако для изучения механизмов развития вирусных заболеваний эксперименты на лабораторных животных очень важны и продолжают проводиться в настоящее время.

  МИКОПЛАЗМЫ (Mycoplasmatales) , плевропневмониеподобные организмы (РРLО), микроорганизмы, проходящие через бактериальные фильтры и обладающие способностью к самовоспроизводству (репликации) на бесклеточных питательных. средах. По современной классификации, микоплазмы отнесены к классу Mollicutes, порядку Mycoplasmatales, в который входят два сем.— Мусоplasmataceae и Acholeplasmataceae. Сем. Mycoplasmataceae объединяет род Мусоplasma, представители которого в процессе роста нуждаются в стеринах. Род Acholeplasma сем. Acholeplasmataceae не нуждается в стеринах. Микоплазмы в культурах и тканях больных животных обладают полиморфизмом и представлены мицелиальными формами, цепочками, коккобактериями, палочками, сферич. и кольцевидными образованиями и шарами. Все они грамотрицательны, хорошо окрашиваются обычными красками. Их миним. репродуктивные единицы, или элементарные тельца,— мельчайшие структуры, способные к репликации, имеют размер 125—220 мкм и проходят через бактериальные фильтры. М. не имеют клеточной стенки, окружены трёхслойной мембраной. Устойчивы к антибиотикам и др. веществам, действующим на клеточную стенку, и чувствительны к антибиотикам и др. агентам, действие которых не связано с клеточной стенкой. В бульонной культуре при t 45 С они погибают через 15 мин, а при t 56°С— через 2 мин. В этих же культурах, высушенных лиофильно, сохраняются в течение ряда лет. В жидких обогащённых средах М. растут медленно, вызывая опалесценцию среды. На плотных средах формируют характерные колонии с нежными ветвистой структуры краями и уплотнённым , вросшим в агар центром. Чаще встречаются колонии, похожие по внешнему виду на “яичницу-глазунью” (рис. 2). В отличие от L-форм бактерий, у М. не наблюдается перехода (реверсии) в бактериальные формы. М. широко распространены в природе. Их выделяют из различных объектов внешней среды, а также из органов и тканей больных и здоровых животных. Они являются контаминантами культур тканей. Некоторые виды вызывают заболевания у животных (контагиозная перипневмония КРС, инфекц. плевропневмония коз и овец, инфекц. агалактия овец и коз, респираторный микоплазмоз птиц, энзоотич. пневмония поросят, полисерозиты, полиартриты и др.). М., выделенные от животных при различных болезнях, мало отличаются по культурально-морфологич. свойствам. Дифференцируют их иммуносерологич. и биол. методами. 

РИККЕТСИИ (по имени амер. учёного X. Т. Риккетса, Н. Т. Ricketts), мелкие внутриклеточные бактерии, выделенные в отдельную группу; вызывают у животных и человека специфические болезни — риккетсиозы. Р.— короткие с закруглёнными концами палочки размером 0,2—0,3X0,3—1,0 мкм, располагаются одиночно или парами, спор не образуют, неподвижны, грамотрицательны, размножаются поперечным делением. Р. имеют клеточную стенку, цитоплазматич. мембрану, рибосомы, ядерный аппарат, синтезируют белок, ДНК, РНК, АТФ, ферменты промежуточного обмена. Цитоплазматич. мембрана Р. отличается высокой проницаемостью, что является результатом их паразитич. образа жизни. Р. не растут на обычных питат. средах, для их культивирования применяют куриные эмбрионы или культуры клеток животных. Чувствительны к действию темп-ры и химич. факторов. Патогенные Р. у животных вызывают ку-лихорадку , гидроперикардит инфекционный , риккет-сиозный моноцитоз, риккетсиозный кератоконьюнктивит и др. болезни.

ХЛАМИДИИ. Хламидии — мелкие грамотрицательные кокковидные БАКТЕРИИ, размером 250—1500 нм (0,25—1 мкм). Хламидии имеют все основные признаки бактерий, как то:

• Содержат два типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК (дезоксирибонуклеиновую и рибонуклеиновую кислоты, несущие в себе генетическую информацию и информацию о синтезе белка соответственно);
• рибосомы;
• мурамовую кислоту (это компонент клеточной стенки, аналогичный компоненту клеточных стенок грамотрицательных бактерий).

Хламидии  размножаются бинарным делением и чувствительны к некоторым антибиотикам . На основании этих фактов и некоторых других, хламидии, после многочисленных споров (которые, кстати, не прекращаются и поныне) были отнесены учеными мужами к бактериям. Длительное время после открытия хламидий в процессе пристального их изучения остро стоял вопрос, к какому типу паразитов отнести хламидии к вирусам или к бактериям. Размеры хламидийной клетки таковы, что она занимают промежуточное положение между бактериями и вирусами. С позиции эволюции все микроорганизмы условно рассматриваются в следующей последовательности: бактерии — риккетсии — хламидии. На девятом Международном съезде микробиологов в 1966 году хламидии были исключены из класса вирусов. На сегодняшний день считают, что хламидии - это мельчайшие бактерии, и по современной классификации хламидии помещены в одну группу с так называемыми риккетсиями, с которыми их объединяет, помимо размера, внутриклеточный паразитизм. Хламидии были выделены в самостоятельный порядок из-за уникального, отличающего их от всех прочих бактерий, внутриклеточного цикла развития. На самом деле, различия между хламидиями и вирусами, бесспорно, существуют. Но какие же сходства находили и находят ученые, когда утверждали и продолжают утверждать, что хламидии — это атипичные вирусы, биологически самостоятельные микроорганизмы, отличающиеся от всех известных? Некоторые авторы в отношении хламидий считают, что представители этой группы возбудителей должны занимать промежуточное место не между бактериями и вирусами, а между вирусами и риккетсиями. Так, утверждают сторонники такого разделения, хламидии содержат ДНК и РНК , и бактериальную оболочку, в состав которой входит мурамовая кислота, присутствующие у бактерий, но отсутствующие у вирусов. Да, отличие хламидий от вирусов и в том, что вирусы содержат одну нуклеиновую кислоту, а у хламидии определяются две (ДНК и РНК). У хламидий наблюдается и независимый синтез нуклеиновых кислот от клетки хозяина. Да, хламидии вдобавок обладают чувствительностью к антибиотикам тертациклинового ряда и эритромицину . В составе хламидий содержатся ферменты, обеспечивающие синтез фолиевой кислоты и т.д… Да, соглашаются эти исследователи, все это роднит хламидии с бактериями и риккетсиями в частности. Но вот какие показатели определяют сходства их с вирусами. Как и вирусы, хламидии имеют внешние оболочки, построенные по типу элементарных мембран. А в цикле развития хламидий имеются, наряду со стадиями, характерными для клеточных организмов-риккетсий, и стадии, характерные для вирусов, особенно на начальном периоде развития.

Вместе  с тем, сам двухфазный жизненный цикл хламидий существенно отличает их от собственно бактерий. Он протекает в цитоплазматической вакуоли в клетке-хозяине и заключается в закономерной смене вегетативных репродуцирующихся крупных неинфекционных клеток хламидии (ретикулярных телец — РТ) и небольших плотных элементарных телец (ЭТ) — инфекционных форм микроорганизма. Цикл размножения хламидий и вирусов условно можно разделить на раннюю и позднюю фазы (периоды). «Ранний» и «поздний» — удобные термины для описания фаз, приведенных ниже, однако их не следует понимать слишком буквально. Для некоторых этапов эти процессы несколько размыты. Начальным периодом («ранней фазой») считается прикрепление элементарного тельца к поверхности (рецепторам) чувствительных клеток (чувствительными клетками для хламидий являются: цилиндрический эпителий слизистых оболочек, эпителиальные клетки различных органов, клетки ретикулоэндотелия, лейкоциты, моноциты и макрофаги.). Затем хламидии как и вирусы адсорбируются с помощью рецепторов клетки-хозяина: происходит слияние оболочки возбудителя с мембраной клетки, а через 4 часа происходит проникновение лишенной оболочки хламидий (в виде элементарного тела) в цитоплазму клетки хозяина. Хламидии, как и вирусы, образуют цитоплазматические включения. Образование колоний этих микрооргнизмов зависит от одних и тех же факторов в клетке-хозяине. Все изменения и трансформации хламидий, как и вирусов, происходит в цитоплазме, где осуществляются все стадии цикла развития возбудителя . Через 8—10 часов после заражения клеток можно наблюдать подавление синтеза ДНК и РНК в инфицированных клетках. Морфологические изменения, сопровождающиеся подавлением синтеза ДНК, также свойственны хламидиям, как и вирусам. Далее, в результате контакта между возбудителями (как хламидиями, так и вирусами) и чувствительными к ним клетками наблюдается серия одинаковых для этих микроорганизмов реакций, ведущих к появлению внутри клеток свободно «плавающего» генетического материала возбудителей (провируса и ретикулярного тельца). Так после заражения возникает период эклипса (так называемый скрытый период инфекции) в течение которого инфекционность не обнаруживается. Он продолжается как у вирусов, так и хламидий от 2 до 4 часов. Это латентный период, во время которого не удается выявить образования нового вируса или хламидии. Успех этого цикла развития для вирусов и хламидий зависит от того, выйдут ли микроорганизмы (вернее, их свободно плавающий генетический материал) из этого латентного состояния — смогут ли оказаться инфекционными. По окончании латентного периода наступает стадия, когда у хламидий, как и у вирусов, начинается быстрое созревание и подъем инфекционности. Этот период начинается экспоненциальной фазой (то есть, рост можно описать экспоненциальной кривой), когда инфекционность возрастает с постоянной скоростью, и завершается на фазе снижения скорости прироста инфекционности, которая в конечном итоге достигает максимума. Как оговаривалось выше, подобный цикл развития происходит и у вирусов, и у хламидий. Подводя итог всему сказанному выше, можно сделать следующий вывод: в начале цикла развития — при взаимодействии с клетками — у хламидий и вирусов наблюдаются весьма сходные процессы. Только впоследствии у вирусов сохраняется одна-единственная нуклеиновая кислота до конца цикла репродукции, а у хламидии на поздних стадиях развития появляется вторая (ДНК и РНК). Хламидии, как и вирусы не способны производить собственную АТФ (аденазинотрифосфорную кислоту — другими словами, энергию), так как не имеют собственных митохондрий и живут за счет энергии клетки хозяина, которую они инфицировали. Они подавляют синтез клеточной ДНК и зависят от энергии клетки, которая становится теперь доступной для них. Хламидии, как и вирусы, обладают еще одной общей способностью — выходить из клетки без ее лизиса (разрушения клетки), что является важным фактором, обеспечивающим возможность умеренной инфекции. 

ЛИТЕРАТУРА 

1. Вирусология. Под редакцией Филдса Б., Найта Д., тт. 1–3, М., 1989

2. Микоплазмозы  животных, пол ред. Я. Р. Коваленко, М., 1976, 

3. Руководство по ветеринарной вирусологии, под ред. В. Н. Сюрина, М., 1966;

4.  Гендон  Ю. 3., Молекулярная генетика вирусов  человека и животных, М., 1975; 

5. Сюрин  В. Н., Фомина Н. В., Частная ветеринарная  вирусология, М., 1979.

6. http://www.edudic.ru/ves/3346/