Вирусы – мельчайшие микроорганизмы, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты. Являются строгими внутриклеточными паразитами и не размножаются вне живых клеток. Увидеть вирусы стало возможно только после изобретения электронного микроскопа.
Классификация вирусов:
1. Подразделяются на поражающие человека, животных, насекомых, бактерии, растения.
2. В соответствии с двумя типами генетического вещества вирусы подразделяются на:
- ДНК-содержащие, к ним относят вирусы – аденовирус, вирус ветряной оспы, простого герпеса
- РНК- содержащие, к ним относят вирусы - вирус гриппа, кори, паротита, краснухи, бешенства
3. Различают так же простые вирусы и сложные:
- простые имеют только нуклеиновую кислоту и капсид, к ним относят вирус гепатита А
- сложные имеют, кроме нуклеиновой кислоты и капсида, ещё и липопротеиновую оболочку - суперкапсид, на которой расположены гликопротеиновые шипы. Пример сложных вирусов - вирус кори, гриппа, герпеса
Морфология вирусов:
Зрелые частицы вируса называют вирионами. В центре вириона – нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), она окружена капсидом. Капсид состоит из белковых субъединиц – капсомеров. Количество капсомер и способ их укладки строго специфичен для каждого вируса. Некоторые вирусы, обладающие более сложной структурой, имеют оболочку, которую называют суперкапсид, она образуется при выходе вируса из клетки хозяина. Нуклеиновая кислота вируса является носителем наследственных свойств, а капсид и внешняя оболочка несут защитные функции, кроме того, они способствуют проникновению вируса в клетку. Размеры вирусовот 15 до 400 нм. Вирусы не имеют собственного обмена веществ, поэтому не нуждаются в ферментах обмена. У некоторых вирусов выявлено наличие ферментов агрессии, способствующих проникновению вирусов в клетку хозяина. У вируса гриппа – это нейраминидаза, у фагов – лизоцим.
Репродукция вирусов:
1 стадия – адсорбция вириона с помощью рецепторов клетки;
2 стадия – проникновение вируса в клетку хозяина;
3 стадия – раздевание вируса или дезинтеграция. Для своего воспроизведения вирусная нуклеиновая кислота освобождается от оболочки и капсида;
4 стадия – репликация – воспроизведение нуклеиновых кислот и синтез вирусных белков. Эта стадия происходит при участии ДНК или РНК клетки хозяина;
5 стадия – сборка вириона, процесс обеспечивается самосборкой белковых частиц вокруг вирусной нуклеиновой кислоты;
6 стадия – выход вириона из клетки хозяина;
Типы взаимодействия вируса и клетки:
1 тип – продуктивный тип – образование новых вирионов в клетке хозяина;
2 тип – абортивный тип – обрывается репликация нуклеиновой кислоты вируса;
3 тип – интегративный тип - встраивание вирусной нуклеиновой кислоты в виде провируса в хромосому клетки-хозяина, возникает форма сосуществования вируса и клетки-хозяина (вирогения);
Устойчивость к факторам внешней среды:
Большинство вирусов инактивируется при действии высоких температур (исключение – вирус гепатита В). К низким температурам вирусы не чувствительны. УФ лучи оказывают инактивирующее действие на большинство вирусов. Вирусы устойчивы к глицерину, но чувствительны к основным дезинфицирующим средствам. К антибиотикам вирусы устойчивы, при вирусных инфекциях применяют специальные группы противовирусных препаратов.
Культивирование вирусов:
Вирусы размножаются только в жизнеспособных клетках. Их культивируют:
- в куриных эмбрионах;
- в культурах тканей человека и животных;
- в организмах чувствительных животных;
Лабораторная диагностика вирусных инфекций:
- Вирусологическое исследование (обнаружение вирусных включений – световая микроскопия, самих вирионов – электронная микроскопия);
- Иммунодиагностика (серодиагностика и иммуноиндикация), примеры реакций: РИА, ИФА, РИФ, РСК, РПГА, РТГА;
- Молекулярно-генетические методы (ПЦР – полимеразная цепная реакция);
Особенности вирусов:
- содержат только один тип нуклеиновой кислоты;
- не имеют клеточного строения;
- не способны к росту и бинарному делению;
- размножаются только внутри клетки;
- не имеют собственных метаболических систем;
- воспроизводятся за счёт одной нуклеиновой кислоты;
- культивируются на живых тканях;
- не чувствительны к антибиотикам;
Бактериофаги:
Бактериофаги – вирусы бактерий и ряда других микроорганизмов. В определённых условиях они вызывают лизис (растворение) своих хозяев. Действие фагов проявляется в природе и используется на практике.
Морфология фагов: большинство фагов состоят из нуклеиновой кислоты одного вида (чаще ДНК) и белка. Нуклеиновая кислота находится в головке фага. Оболочка фага и отросток имеют белковую природу. На свободном конце отростка содержится литический фермент, обычно лизоцим или гиалуронидаза.
Специфичность фагов: типовая (фаги взаимодействуют с отдельными вариантами данного вида бактерий), видовая (взаимодействуют с бактериями определённого вида), поливалентная (взаимодействуют с родственными видами бактерий).
Кроме того, выделяют вирулентные фаги (вызывают лизис заражённой бактериальной клетки с выходом в окружающую среду большого количества фаговых частиц, способных поражать новые клетки) и умеренные фаги (лизируют не все клетки бактерий, с частью из них вступают в симбиоз, нуклеиновая кислота фага встраивается в хромосому клетки и получает название профага. Это явление носит название лизогении, а культура бактерий называется лизогенной. Умеренные фаги являются фактором изменчивости микроорганизмов).
Практическое применение бактериофагов:
- фаготерапия;
- фагопрофилактика;
- фагодиагностика;
- генная инженерия (умеренные фаги);
Препараты бактериофагов:
- Бактериофаг дизентерийный поливалентный - вызывает специфический лизис возбудителей бактериальной дизентерии. Применяется при бактериальной дизентерии для лечения больных бактериальной дизентерией, санации бактерионосительства, профилактики бактериальной дизентерии у контактных.
- Бактериофаг стафилококковый - обладает способностью лизировать стафилококковые бактерии, выделенные при гнойных инфекциях. Применяется для лечения и профилактики гнойных инфекций, вызванных стафилококковыми бактериями, а также при дисбактериозе кишечника.
- Пиобактериофаг поливалентный (секстафаг) - обладает способностью специфически лизировать стафилококки, стрептококки, кишечную палочку, протея, псевдомонас аэругиноза (синегнойную палочку) и клебсиеллу. Предназначен для профилактики и лечения различных форм гнойно-воспалительных заболеваний уха, горла, носа, дыхательных путей, легких и плевры, хирургических, урогенитальных и кишечных инфекций, генерализированных септических заболеваний.