Реферат: Методические указания для самостоятельной работы и выполнения контрольной работы для студентов заочного обучения по специальности 111201. 65 "Ветеринария" Улан-Удэ, 2010 г

ВЕТЕРИНАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ


Методические указания для самостоятельной работы и выполнения контрольной работы для студентов заочного обучения

по специальности 111201.65 – “Ветеринария”


Улан-Удэ, 2010 г.

ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ и ОБРАЗОВАНИЯ

при МСХ и П РФ


БУРЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. В.Р.ФИЛИППОВА


Кафедра микробиологии, вирусологии и ветеринарно-санитарной экспертизы


ВЕТЕРИНАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ


Методические указания для самостоятельной работы и выполнения контрольной работы для студентов заочного обучения по специальности 111201.65 – “Ветеринария”


Улан-Удэ, 2010 г.

УДК 619:616 – 022.6 (075.8)


Печатается по решению методического совета Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р.Филиппова


Рецензенты:


Доктор ветеринарных наук, доцент кафедры эпизоотологии Нехуров Л.Б.

Начальник противоэпизоотического отдела Управления ветеринарии РБ, доцент, к.в.н. Евдокимов П.И.


^ Будаев Ю.Ж., Цыдыпов В.Ц., Гармаев М.Ц., Галсанова Г.Д.


П Методические указания для самостоятельной работы и выполнения контрольной работы по ветеринарной вирусологии для студентов заочного обучения по специальности 111201.65 – «Ветеринария» – Улан-Удэ: Издательство Бурятской государственной сельскохозяйственной академии. -–2004 – 30 с.


В данном методическом указании излагаются краткое содержание предмета «Ветеринарная вирусология», вопросы и требования к выполнению контрольной работы в предсессионный период студентами факультета ветеринарной медицины.


Цыдыпов В.Ц., Будаев Ю.Ж., Гармаев М.Ц., Галсанова Г.Д.

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия, 2004

ВВЕДЕНИЕ


Среди мира микроорганизмов особое место занимают вирусы. Наука, изучающая строение, структуру, их биологические свойства, методы диагностики, лечения и профилактики болезней, вызванных вирусами, называется вирусологией. Вирусология относительно молодая наука среди других биологических дисциплин, но она в последние годы развивается бурными темпами по следующим причинам:

В настоящее время среди инфекционной патологии животных вирусные болезни имеют наибольший удельный вес и в последние годы начали регистрироваться такие болезни (африканская чума свиней, скрепи овец, Висна-Маеди и др.), которые ранее считались как экзотические инфекции. Причем, вирусные болезни, по сравнению с бактериальными и грибковыми инфекциями, наносят гораздо больший экономический ущерб.

Вирусы по своему химическому составу и строению являются самыми простейшими среди всех известных живых организмов. Вирусы, вызывающие болезни растений, состоят всего лишь из двух химических веществ – белка и одной нуклеиновой кислоты. Поэтому, вирусы за последние 20-25 лет широко используются в генетике, молекулярной биологии, биохимии, генной инженерии, иммунологии и других отраслях биологии в качестве биологической модели.

Сейчас достоверно доказано, что некоторые опухолевые заболевания вызываются вирусами (онкорновирусы). Активно изучаются свойства таких онкогенных вирусов – возбудителей лейкоза крупного рогатого скота, птиц, мышей, саркомы кур, миксомы кроликов и других болезней. К таким онкогенным вирусам относятся представители семейства ретровириде, герпесвириде, аденовириде, папавовириде и других. Установлено, что в составе нуклеиновой кислоты (генома) онкогенных вирусов наличие специального онкогена, который способен объединяться (интегрироваться) с генетическим материалом (ДНК) клеток макроорганизма и даже передаваться потомству. Под воздействием сильных физических, химических факторов или ослаблении резистентности макроорганизма этот онкоген активизируется и начинает вызывать безудержное деление (трансформацию) клеток с последующим возникновением тканевых опухолей. Изучение свойства онкогенных возникновения раковых болезней человека.

Успехи вирусологии связаны так же большими достижениями техники. Сейчас исследователи вооружены современными электронными микроскопами, дающими увеличение до миллиона и более раз, с разрешающей способностью до 3-5 ангстрем. При помощи ультрамикротомов исследователи способны приготовить тончайшие срезы не только различных тканей, но и бактерий, грибов и других микроорганизмов. Пользуясь ультрацентрифугой можно разделить живую клетку на его химические компоненты.

Вирусологией занимаются не только медицинские и ветеринарные специалисты, но и генетики, биохимики, исследователи по молекулярной биологии, иммунологии и другие специалисты.

Вирусы по своей биологической сущности являются клеточными паразитами, точнее – паразитами генетического материала клеток, возбудителями многих острых и хронических инфекционных болезней растений, животных и человека. Пока нет достоверных данных о какой-либо полезной для природы животных и человека деятельности вирусов. Поэтому конечной целью изучения вирусов в медицине, ветеринарии и растениеводстве является разработка эффективных методов диагностики, лечения и профилактики инфекционных болезней, вызванных вирусами. Для успешного решения этих задач исследователи должны знать химический состав, строение и структуру вирусов, механизм взаимодействия вирусов с клеткой с последующим их повреждением, методы культивирования, селекции, изменчивости, экологию и другие вопросы жизнедеятельности вирусов.

В решении этих вопросов внесли большой вклад русские ученые. Первооткрывателем царства “vira” по праву считается русский ботаник Д.И.Ивановский, который впервые в 1892 году выделил возбудителя табачной мозаики. В последующем, Е.Н. Павловский создал учение о природной очаговости инфекционных болезней человека, вызванных многочисленными вирусами. Л.А.Зильбер обосновал и разработал вирусную теорию раковых болезней. М.П. Чумаков и А.А. Смородинцев разработали и внедрили вакцину против полиомиелита. Л.А. Зильбер, Е.Н. Левкович, А.К. Шубладзе, М.П. Чумаков, В.Д. Соловьев и др. открыли вирус клещевого энцефалита, выявили его переносчика (иксодовые клещи). Немалый вклад в борьбу с гриппом внес А.А. Смородинцев. В области ветеринарии внесли значительный вклад многие ученые. В.Н. Сюрин подробно изучил в нашей стране псевдочуму птиц, совместно с другими учеными диагностировал в парагрипп-3, аденовирусную инфекцию, диарею крупного рогатого скота, разработал диагностические наборы и средства специфической профилактики этих болезней. В.Н. Сюрин вместе с соавторами выпустил учебники по вирусологии, ряд монографий по вопросам диагностики вирусных болезней. К.Н.Бучнев с сотрудниками создал вакцину против бешенства, диагностический набор для диагностики бешенства, выпустил вакцину против контагиозной эктимы овец. Н.Н. Крюков с сотрудниками создал вакцину против инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота. Е.И. Туревич, А.А. Авакян, Е.И. Скалинский и другие внесли большой вклад в изучении строения вирусов животных. Ц.Ц. Хандуев с сотрудниками создал впервые в стране культуральную вирусвакцину против контагиозной эктимы овец и разработаны средства диагностики энзоотического аборта овец.

^ ПОРЯДОК ИЗУЧЕНИЯ КУРСА

Учебная дисциплина “Ветеринарная вирусология” в ветеринарных высших учебных заведениях является профилирующей, формирующей у обучающихся врачебное мышление. Изучение дисциплины “Ветеринарная вирусология” имеет целью:

овладение теоретическими основами вирусологии;

приобретение знаний и навыков профилактики и диагностики вирусных болезней животных и птиц;

В результате изучения курса “Ветеринарная вирусология” студент должен знать:

природу и биологические свойства вирусов;

патогенез вирусных болезней;

особенности противовирусного иммунитета;

методы и средства диагностики и профилактики вирусных болезней животных и птиц.

Изучение курса ветеринарной вирусологии состоит из 2-х этапов.

1. Самостоятельная работа студента в предсессионный период. Это – работа над литературой, рекомендованной в программе курса «Ветеринарная вирусология», М., 2001 г. По некоторым вопросам кроме литературы, указанной с списке, рекомендуем использовать статьи журнала “Ветеринария”, Ветеринарное Законодательство, ветеринарную и медицинскую энциклопедий.

Рекомендуем предмет изучать по разделам и каждый раздел завершать составлением краткого конспекта в строчной или табличной форме. Конспект поможет Вам успешно усвоить материал лабораторно-практических занятий, в подготовке к экзаменам. Старайтесь запоминать специальную терминологию путем отдельной их выписки в тетрадях.

Самостоятельная теоретическая подготовка завершается выполнением контрольной работы, согласно требований, описанных ниже. На самостоятельную подготовку студенту отводится 40-50 часов.

В период самостоятельной работы изучите эпизоотическую обстановку своего хозяйства, района и области по вирусным болезням животных и птиц, в конце контрольной работы составьте эпизоотическую карту.

Студенты, получившие зачет по контрольной работе, допускаются на очную сессию.

2. Изучение дисциплины в период очной сессии. По учебному плану по курсу ветеринарной вирусологии предусматривается 10 часов лекционных и 18 часов лабораторно-практических занятий. Курс лекций рассчитан на студентов, усвоивших материал во время самостоятельного изучения и ознакомления их с новыми достижениями вирусологии и узловыми вопросами дисциплины.

Курс завершается сдачей экзаменов в объеме существующей программы.

ВНИМАНИЕ! Для работы на лабораторно-практических занятиях нужно иметь с собой х/б халаты и привести по 1-му флакону биопрепаратов, применяемых при вирусных болезнях (вакцину, сыворотку или диагностикумы).
^ Л И Т Е Р А Т У Р А


О С Н О В Н А Я
Сюрин В.Н., Белоусова Р.В., Фомина Н.В. – Ветеринарная вирусология.- Изд. 2-ое.- М.Агропромиздат. 1991.

Сюрин В.Н., Фомина Н.В. Частная ветеринарная вирусология. М.: Колос, 1979 г.

Троценко Н.И., Белоусова Р.В., Преображенская Э.А. Практикум по ветеринарной вирусологии. –М.: Колос, 1999.

Сюрин В.Н., Белоусова Р.В., Фомина Н.В.. Диагностика вирусных болезней животных. –М.: Агропромиздат. 1991.



^ Д О П О Л Н И Т Е Л Ь Н А Я
Руководство по ветеринарной вирусологии. Под редакцией В.Н.Сюрина – М.: Колос, 1966 г.

Горский Б.В., Нуриев Г.Г., Гумеров Н.К. Основы общей ветеринарной вирусологии – Казань, 1978 г.

Сюрин В.Н., Иванова Г.А., Краснобаев Е.А., Фомин Ю.В. Лабораторная диагностика вирусных болезней животных – М.: Колос, 1972 г.

Общая и частная вирусология. Т. 1 и 2. Руководство под редакцией В.М.Жданова и С.Н.Гайдамович – М.: Медицина, 1982 г.

Лурия С., Дарнелл Дж.. Балтимор Д., Кампбол. Общая вирусология – М.: Мир, 1984 г.



^ О Б Щ А Я В И Р У С О Л О Г И Я


Предмет и история вирусологии.
Среди царства микроорганизмов есть представители, которые имеют настолько маленькую величину, что абсолютное большинство из них не видны под световым микроскопом. Этих микроорганизмов, не имеющих клеточного строения, находящихся на грани не живой и живой природы называют вирусами. Вирусы, в отличие от других микроорганизмов, обладают такими признаками не живой природы как отсутствие обмена веществ (следовательно не дышат и не питаются), не имеют собственного механизма синтеза белка, способны кристаллизоваться и т.д. В то же время им присущи признаки живой природы: обладают наследственностью и изменчивостью, подвергаются эволюционному развитию.

Наука вирусология имеет свою историю развития.

Основоположник современной микробиологии Луи Пастер своими испытанными методами не смог выделить возбудителей таких в то время распространенных болезней животных, как бешенство, оспа, чума и т.д. Но он интуитивно был убежден, что и эти заразные болезни вызываются своими специфическими возбудителями. В 1885 году после многократного перезаражения в мозг кроликов взвесью головного мозга коровы, павшей от бешенства, ослабил вирулентность возбудителя бешенства и таким образом им впервые была создана вакцина против бешенства животных и человека. Ещё до Луи Пастера, в 1798 году английский врач Эдуард Дженнер создал вакцину против оспы человека. Эти первые успехи в области вирусологии были знаменательными событиями, но ни Л. Пастер, тем более Э.Дженнер ещё не знали о действительных возбудителях этих болезней. Эти агенты оставались не видимыми до 1930-1936 гг.

Первооткрывателем вирусов и основоположником науки вирусология справедливо считается наш соотечественник Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920). Он, изучая причины 2-х болезней табака установил, что болезнь мозаика табака вызывается совершенно новым агентом, который не виден под световым микроскопом, не растет на питательных субстратах, был способен проходить через мелкие поры бактериальных фильтров. Этот агент и был им назван фильтрующимся вирусом. О своих открытиях Д.И. Ивановский доложил на заседании Петербургского университета в 1892 году и этот год считается датой открытия вируса. После этого открытия Д.И. Ивановского, исследователи, используя метод фильтрации, за каких-то 25 лет после 1892 года открыли многих возбудителей вирусных болезней животных, птиц и человека. Трудами Н.Ф.Гамалея (1898) и Д.Эрреля (1917) был открыт вирус, поражающий (разрушающий) бактерий, который был назван бактериофагом (пожиратель бактерий).

Однако, вирусы оставались все ещё не видимыми до 1930-х годов. С изобретением электронного микроскопа в 1930-40-х годах стало возможным увидеть вирусов. В 1933 году английские исследователи Эндрюс, Смит и Лейдлоу при помощи электронного микроскопа впервые увидели вируса гриппа. В 1936 году американский биохимик В.Стенли выделил в чистом виде и впервые увидел вируса табачной мозайки.

Значительные успехи в вирусологии связаны с внедрением новых методов культивирования вирусов. В 1931 г. А.Вудруф и Е.Гудпасчер предложили метод культивирования вирусов в развивающемся курином эмбрионе. Этим методом удается культивировать в условиях лаборатории большинство вирусов. Однако, истинный скачок в вирусологии было достигнуто после 1950 годов, когда Роббинсон и Эндерсон впервые предложили использовать культуру клеток и тканей для культивирования вирусов. Этим методом удается культивировать (выращивать) почти всех вирусов. Для получения культуры клеток в условиях вне организма (ин витро) культивируют клетки почки, семенника, матки, плаценты, легких и кожи чаще эмбрионов коров, свиней и овец, а также человека. Эти клетки при создании им условий способны размножаться в пробирке и в таких живых клетках в последующем культивируют вирусов. В настоящее время эта методика культивирования вирусов значительно усовершенствована и широко используется в вирусологической работе.

Обобщая краткую историю развития вирусологии можно выделить 3 периода. 1-й период – начиная с доисторических времен до 1892 года. В этот период не было в вирусологии конкретного направления, однако некоторые работники медицины и биологии «слепо» т.е. интуитивно занимались вопросами изучения вирусных болезней. 2-й период – с 1892 до 1930-50 гг.. Этот период характеризуется тем, что были открыты различные вирусы, как новая форма микроорганизмов, выяснена вирусная этиология (причина) ряда болезней человека, животных, птиц и растений, однако в этот период исследователям еще не удавалось увидеть этих новых болезнетворных агентов. 3-й период – с 1930-50 гг. до настоящего времени. В этот период исследователям удалось увидеть вирусов под электронным микроскопом, выделить их в чистом виде, научились их культивировать новыми методами (в курином эмбрионе, культуре клеток), были достигнуты большие успехи в изучении строения, химического состава, механизма размножения вирусов в клетке и другие вопросы современной вирусологии.

^ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ВИРУСОВ


Вирусы по своему химическому составу являются самыми простейшими среди всех других живых существ. Основными химическими компонентами являются нуклеиновая кислота и белок. Вирусы, в отличие от других живых организмов и клеток, в своем составе содержат лишь только одну нуклеиновую кислоту; либо рибонуклеиновую кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Вспомните из курса биологической химии состав и строение каждой нуклеиновой кислоты и выясните как вирусы отличаются от других живых организмов по строению нуклеиновой кислоты. Зрелые вирусные частицы (вирион) не проявляют признаков живого существа, т.е. нет у них обмена веществ, нет воды, отсутствует белоксинтезирующая система, почти не содержат ферментов. Выясните отличие белка вирусов от белка других живых организмов. Запомните биологическую роль нуклеиновой кислоты и белка вирусов. Запишите в виде таблицы химический состав вирусов семейства аденовирусов, герпесвирусов, оспы, орто и парамиксовирусов.

При изучении строения и структуры вирусов выясните: внешнюю форму, величину, общий принцип физической структуры вирусов, типы симметрии и от чего это зависит? Опишите физическую структуру следующих вирусов: герпесвирусы и аденовирусы (кубическая симметрия); вируса табачной мозайки, вируса контагиозной эктимы и ортомиксовирусов (спиральная симметрия) и фагов. Нарисуйте их строение.

При изучении этих вопросов читайте раздел «классификация и характеристика основных групп вирусов животных» в учебниках «Ветеринарная вирусология» и «Частная ветеринарная вирусология».

^ С И С Т Е М А Т И К А В И Р У С О В

Разделение живых организмов на определенные группы по общности каких-то признаков называют систематикой (классификацией). Классификация вирусов все ещё до конца не завершенная, часто пересматривается, изменяется. Выясните по каким признакам (критериям) классифицируют вирусов и каков порядок обозначения этих групп (номенклатура)? Перепишите в конспекте основные семейства и название родов по учебнику «Частная ветеринарная вирусология».


^ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСА И КЛЕТКИ.

РЕПРОДУКЦИЯ ВИРУСОВ.


Любая вирусная инфекция совершается на уровне клетки, т.е. любой вирус вызывает инфекционное заболевание только тогда, когда он тесно будет взаимодействовать с какой-либо клеткой организма. Например, вирус оспы будет взаимодействовать с клетками эпидермиса кожи; вирус гриппа – с клетками дыхательных путей; вирус бешенства – с клетками головного мозга и т.д. Причем, в результате такого взаимодействия клетка перестает быть прежней, а вирус, распадаясь на составные компоненты, внедряет только нуклеиновую кислоту (геном) в чувствительные к данному вирусу клетки. Следовательно, после внедрения вирусного генома в чувствительную клетку образуется новая биологическая единица, гибрид двух живых существ, т.е. биологическая “химера”. Конечным результатом такого взаимодействия является образование новых вирусных частиц, а клетка в большинстве случаев погибает или же претерпевает морфологические и функциональные изменения, в частности приобретает способность безудержно размножаться (например, под воздействием онкогенных вирусов).

По конечным результатам относительно вирусов происходит как бы их размножение, т.к. в клетку попадает одна вирусная нуклеиновая кислота, а выходят из клетки десятки и даже сотни тысяч новых вирионов. Однако, механизм образования новых вирионов совершенно другой от процесса размножения других живых существ. У вирусов синтез новых основных химических компонентов (нуклеиновой кислоты и белка) происходит по матрице генома вируса, как бы по типу копирования картин, печатания текста на машинах и т.д. Поэтому, в вирусологии применяется термин «репродукция» вирусов, а не размножение. Причем, синтез этих компонентов происходит на разных участках клетки и в разное время. Потом нуклеиновая кислота и белки вируса встречаются в другом участке цитоплазмы клетки и формируются новые вирусы. Поэтому такой тип создания себе подобных называют «разобщенный» или «дисьюнктивный» способ репродукции.

В зависимости от конечного результата взаимодействия вируса с клеткой различают следующие типы взаимоотношения:

Продуктивный (литический) тип, когда в результате их взаимодействия образуются множество новых вирусных частиц, а клетка погибает. «Победителем» оказывается вирус, а клетка «побежденной». В данном случае вирус будет вирулентным.

Абортивный тип. В данном случае не происходит репродукции вирусов, а клетка остается живой.

Вирогения. При данном типе происходит объединение (интеграция) генома вируса с генетическим материалом (ДНК) клетки. При этом клетка продолжает функционировать и размножаться. Репродукция вируса не происходит в течение определенного срока. Однако под воздействием сильных факторов внешней среды, геном вируса активизируется и начинает вызывать процесс с последующим изменением наследственных свойств инфицированной клетки т.е. клетка приобретает способность безудержно делиться.

^ Хроническая инфекция. При этом типе взаимоотношения вирус в клетке в огромном количестве создает себе подобных, а клетка продолжает функционировать, т.е. отмечается в течение определенного промежутка времени как бы сожительство клетки и вируса. При этом клинические признаки болезни проявляются после длительного инфекционного периода. Типичным примером такого типа взаимоотношения являются следующие болезни: скрепи у овец, прогрессирующий энцефаломиелит овец, инфекционная анемия у лошадей и другие.

При острых вирусных болезнях животных наблюдается продуктивный (литический) тип взаимодействия вируса с чувствительной клеткой. Поэтому необходимо более подробно изучить этот тип взаимодействия, хотя все основные процессы взаимодействия вируса с клеткой идентичны и при других типах.

Общая схема репродукции вирусов состоит из следующих основных периодов и этапов:

А. Начальный (подготовительный) период:

Адсорбция вирусов на поверхности клетки.

Проникновение вируса в клетку.

Депротеинизация вирусной частицы («раздевание»).

Б. Средний (латентный) период:

Синтез ранних белков.

Синтез (репликация) вирусной нуклеиновой кислоты.

Синтез структурных вирусных белков (транскрипция и трансляция)

В. Заключительный период:

Формирование новых вирусных частиц.

Выход образовавшихся вирионов из клетки.

Далее по учебнику «Общая вирусология» кратко опишите каждый этап репродукции вируса. Обратите внимание на механизм адсорбции вируса на клетке. От этого механизма зависит чувствительность определенных клеток к данному вирусу и видовая восприимчивость животных к возбудителям определенных вирусных болезней.

Судьба клеток, зараженных вирусом, зависит от вида вируса, типа клетки и её состояния. Результат взаимодействия вирусов с чувствительной клеткой может быть трояким: гибель клетки, клетка начинает безудержно делиться (трансформация) и клетка затем восстанавливает свою нормальную функцию. Однако в некоторых случаях в живой клетке вирус может сохраняться и даже незаметно репродуцироваться (скрытая персистенция).

Непосредственными причинами гибели зараженных вирусом клеток могут быть:

а) механический разрыв клетки скопившимися в ней вновь образованными вирусами;

б) подавление синтеза клеточных белков и информационной РНК «ранними» белками вирусов;

в) токсическое действие капсидных белков и других макромолекул, образующихся в процессе репродукции вируса.

г) аутолизис клетки лизосомными ферментами, вышедшими в цитоплазму, вследствие изменения проницаемости мембран под влиянием вирусов и их компонентов.

^ КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ВИРУСОВ

Под культивированием вирусов понимают накопление новых вирусных частиц в условиях лаборатории в результате репродукции их в определенных живых системах. Вирусов культивируют с целью накопления их значительного количества, необходимого для приготовления вакцин и антигенов, сохранения жизнеспособности музейных штаммов вирусов и других нужд лаборатории. По способу культивирования вирусы отличаются от бактерии, грибов и микоплазм тем, что они не размножаются на мертвых питательных субстратах, а требуют наличие живой клетки, ткани или организма. Такими живыми объектами, пригодными для культивирования вирусов, являются организм восприимчивых лабораторных и сельскохозяйственных животных, развивающийся куриный эмбрион или культура клеток и тканей. Отсюда три метода культивирования вирусов: в организме животных (биопроба), курином эмбрионе и в культуре клеток (тканей).

Выясните преимущества и недостатки каждого метода культивирования, в каких случаях применяется тот или иной метод?

Культивирование вирусов в развивающемся курином эмбрионе (РКЭ) впервые было предложено в 1931 году исследователями Вудруф и Гуспадчер. В настоящее время этот метод широко применяется в лабораториях. Опишите условия культивирования эмбриона, строение 10-дневного эмбриона, его подготовку к заражению, методы заражения и получения вируссодержащего материала от зараженного куриного эмбриона.

Культура клеток. В настоящее время культура клеток и тканей широко используется в вирусологических лабораториях для различных целей. Выясните, какие ткани используются для культивирования, какие необходимы условия для того, чтобы клетки вне организма могли сохранить свою жизнеспособность и размножаться в условиях пробирки? Опишите виды культур клеток и методику получения первично-трипсинизированной культуры клеток и методику культивирования вирусов в культуре клеток. Что такое цитопатогенное действие вирусов (ЦПД) и какие изменения происходят с клеткой в результате этого действия?

^ ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Факторов внешней среды, действующих на вирусы, делят на 3 группы: физические, химические и биологические.

К физическим факторам относятся:

Влияние температуры. Низкая температура (ниже 0ºС) действует на вирусы консервирующе, т.е. вирусы, в отличие от всех других живых организмов, исключительно устойчивы к замораживанию из-за отсутствия в их составе воды. Поэтому их хранят в условиях лабораторий при температурах -20ºС и ниже (-40ºС, -70ºС и температура жидкого азота). Оптимальной температурой, при которой происходит репродукция вирусов, является от +30оС до +38ºС. Поэтому в процессе культивирования вирусов в условиях лаборатории оптимальную температуру создают в термостатах. Высокая температура (выше 40ºС) действует на вирусы губительно и инактивирующе. Высокая чувствительность вирусов к плюсовой температуре объясняется тем, что у вирусов нет жесткой оболочки, не образуют капсулу и устойчивую форму спор, как у бацилл. Вирион своей белковой оболочкой непосредственно соприкасается с окружающей средой и поэтому белок оболочки легко подвергается каогуляции под влиянием высокой температуры. Губительное действие высокой температуры на вирусы практически используется для стерилизации лабораторной посуды, питательных сред, биологических растворов.

Фактор высушивания. Зрелые вирусные частицы (вирион) не обладают обменом веществ и не проявляют признаков жизни. Поэтому вирион хорошо переносит безводную среду, устойчивы к фактору высушивания. Такая способность вирионов используется для их хранения в лабораториях, для приготовления сухих биопрепаратов (вакцин, диагностикумов). С этой целью используется лиофильная сушка.

Влияние света и лучистой энергии. Свет и лучистые энергии губительно действуют на вирусы. Под действием солнечных лучей вирусы инактивируются в течение нескольких часов. Более сильное губительное действие оказывают ультрафиолетовые лучи (УФЛ) в условиях вне организма. УФЛ используются в лабораториях для стерилизации воздуха в боксе, вызвать мутацию вирусов с целью получения слабовирулентных штаммов и других целей.

Очень большие дозы рентгеновых лучей могут инактивировать некоторых вирусов. альфа- лучи радия не оказывают никакого действия, а гамма - лучи действуют губительно на вирусы. Губительное (вирулицидное) действие некоторых красок на вирусов усиливается при одновременном воздействии с солнечным светом и это явление называется фотодинамическим эффектом. Установлен фотодинамический эффект метиленовой сини, малахитовой зелени и других красок.

Вирусы исключительно устойчивы к действию высокого давления и ультразвука.

Химические факторы.

Кислоты и щелочи губительно действуют на вирусы. Растворы карболовой, соляной кислоты, едкого натрия или калия широко используются для дезинфекции рабочих мест в лаборатории, объектовр животноводческих помещений. Также широко используются такие дезинфектанты, как растворы лизола, креозола, хлорамина, формалина и солей тяжелых металлов.

Вирусы в отличие от бактерии, обладают значительной устойчивостью к действию глицерина. Поэтому 40% раствор глицерина применяется как консервант для хранения вируса при взятии и отправке патологического материала в лабораторию. Другим отличием вируса является то, что на них антибиотики не оказывают губительного действия. Поэтому такие антибиотики, как пенициллин, стрептомицин, неомицин применяются для очистки вируссодержащего материала от сопутствующих микроорганизмов и при получении культур клеток.

На вирусов определенное влияние оказывает концентрация водородных ионов окружающей среды (рН). Для большинства вирусов оптимальным рН является 7,2 – 7,4. Поэтому рН питательных сред для культур клеток должен быть в пределах 7,2 – 7,4.

Действие биологических факторов.

Из биологических факторов на вирусы оказывают наибольшее влияние бактерии. Причем, одни бактерии действуют усиливающе (синергетически) на вирулентность вирусов, а другие – угнетающе. Например, вирулентность вируса герпеса усиливается при присутствии стафилококков, стрептококков, кишечной палочки, а синегнойная палочка, вульгарный протей угнетают вирулентность этого вируса. При чуме свиней почти всегда в органах обнаруживается бактерия суипестифер, которая усиливает вирулентность вируса, и болезнь протекает более тяжело. Таких примеров можно привести много.


^ ЭКОЛОГИЯ ВИРУСОВ


Экология – наука, изучающая вопросы взаимоотношения между живым организмом и их окружающей средой обитания. Изучение данного вопроса необходимо для раскрытия вопросов патогенеза вирусных болезней, диагностики, лечения, профилактики вирусных болезней.

Вирусы, как вам известно, эволюционно приспособились к внутриклеточному паразитизму. Поэтому для вирусов экология несколько отличается от экологии других организмов. У вирусов эволюционно сформировались 3 среды обитания:

Чувствительная клетка или микросреда, в которой протекает наиболее активная фаза жизни вируса с комплексом молекулярно-биологических процессов в процессе репродукции.

Организм хозяина, макросреда. Эта среда своими защитными механизмами оказывает большое влияние и вирусы проявляют весь арсенал «нападения» на организм хозяина.

Окружающая внешняя среда, экзосреда. Вирусы с экскретами, калом и с другими выделениями выводится из организма хозяина во внешнюю среду, а там на них действуют физические и химические факторы внешней среды.

Говоря о 3 средах обитания вирусов необходимо оговориться, что действие каждой среды нельзя строго разграничивать т.к. все они взаимосвязаны и взаимообусловлены.

О взаимодействии вируса и клетки описано ранее в разделе «Репродукция вирусов».

^ ВЗАИМООТНОШЕНИЕ ВИРУСОВ И ОРГАНИЗМОВ

Вирусы, распространяясь в природе, взаимодействуют с организмами различного уровня эволюционного развития. Степень взаимоотношения вирусов с различными организмами не одинаковая.

Вирусы и простейшие. В настоящее время нет убедительных данных о размножении вирусов в организме простейших. Следовательно, исключается роль простейших в экологии вирусов.

Вирусы и членистоногие. Между вирусами семейства тогавириде, пикорновириде, реовириде и рабдовириде с одной стороны и представителями членистоногих с другой стороны существует тесная экологическая связь. Вирусы названных семейств попадают в организм клещей, комаров, москитов, мокрецов, вшей и блох во время их питания кровью больных животных, затем в клетках слюнных желез и кишечной стенки этих насекомых вирусы репродуцируются. Затем в момент укуса другого животного вирусы передаются им. Итак, в порядке позвоночные – членистоногие – позвоночные идет биологический цикл этих вирусов. Один и тот же переносчик может быть носителем нескольких разных вирусов. Для некоторых болезней (клещевой энцефалит, полиомиелит и др.) членистоногие являются основным резервуаром вируса в природе и обусловливают природную очаговость вирусных болезней.

Вирусы и птицы. Птицы в силу перелета между континентами, ведения стайного образа жизни и других биологических особенностей играют большую роль в экологии вирусов и других микроорганизмов. Причем, птицы сами, а также и на своих эктопаразитах (клещи, вши и др.) могут быть носителями различных вирусов. Установлена передача через птиц вирусов энцефалита, восточного и западного энцефалита лошадей. По данным Р.Л. Наумова и О.В. Ржановой (1965) у 73,8% обследованных видов птиц Красноярского края по серологическим тестам обнаружены следы вирусной инфекции, а у 11,7% всех исследованных перелетных птиц Восточной Сибири выделен вирус клещевого энцефалита. У 13-21% водоплавающих птиц регистрирована положительная серологическая реакция к вирусу Омской геморрагической лихорадки.

Большой интерес представляет факт участия птиц в циркуляции вируса гриппа в природе. В 1956 г в Чехословакии во время массовой гибели утят был изолирован вирус гриппа птиц группы А. Этот же вирус позднее был выделен от уток в Англии и от кур в Швейцарии. При серологическом обследовании перелетных птиц в Архангельской области и Приморском крае обнаружено наличие антител к вирусу гриппа у 10-27% особей. Птицы могут передать вирусов через зараженное яйцо (трансвариальная передача).

Вирусы и млекопитающие. Основные закономерности экологии вирусных инфекций зачастую определяется их связями с млекопитающими. Подробная взаимосвязь вирусов с животными описана ниже в разделе «Патогенез вирусных болезней животных».

Из выше описанного видно, что вирусы, патогенные для животных и человека, имеют в природе сложный цикл циркуляции. Вирусы обладают высокой способностью адаптации к различным живым системам. Вирусы, болезнетворные для животных и человека, обнаруживаются в организме насекомых и даже растений. И, наоборот, вирусы болезнетворные для растений и насекомых обнаруживаются в организме человека и животных. Отмечается тесная связь между вирусами животных и человека. Например, вирус гриппа человека встречается в организме животных и наоборот. Знание экологии вирусов помогает врачам в организации профилактики болезней, вопросу прогнозирования эпидемии той или иной инфекционной болезни.

О влиянии экзосреды описано выше.


^ ГЕНЕТИКА ВИРУСОВ


Опишите молекулярную основу наследственности вирусов. Вспомните, химическое строение молекул ДНК и РНК. Выясните, чем отличаются вирусы от других микроорганизмов по материальному носителю наследственности, т.е. чем отличается генетический материал вирусов от такового других микроорганизмов? Вспомните, понятия генотип и фенотип микроорганизмов.

Дайте определение изменчивости вирусов. В основе наследственной изменчивости вирусов лежат 2 процесса: 1. Мутация и 2. Рекомбинация. При описании мутации выясните, как происходит спонтанная и индуцированная мутации? Какие бывают мутагенные вещества, молекулярный механизм мутации и для какой цели практически используется этот вид изменчивости?

Рекомбинация наблюдается тогда, когда в одну клетку внедряются 2 и более вирусов одного или разного вида, после освобождения их нуклеиновых кислот возможно генетическое смещивание, в результате кото