Слайд 1Характеристика вирусов.
Бактериофаги
Лекция
Слайд 2Цель занятия
Изучить особенности строения, жизни, развития вирусов, их строение и
классификацию.
Изучить морфологию и строение бактериофагов, значение бактериофагов для лабораторной
диагностики, лечения и профилактики инфекционных заболеваний.
Слайд 3План лекции
Краткий очерк развития вирусологии;
Общая характеристика вирусов;
Морфология и структура вирусов;
Классификация
вирусов;
Особенности взаимодействия вируса с клеткой хозяина;
Культивирование и индикация вирусов;
Бактериофаги —
вирусы бактерий;
Морфология фагов;
Строение бактериофагов
Практическое применение фагов
Слайд 4Вирусология – наука о вирусах
Д.И.Ивановский (1864 – 1920)
В 1892 г. изучая мозаичную болезнь листьев табака, установил,
что она вызывается вирусами.
Слайд 6Вирусы – это неклеточная форма существования живой материи.
Для изучения вирусов
используют методы:
химические, физические, молекулярно-биологические, иммунобиологические и генетические.
Слайд 7Ультрамикроскопические размеры (нм).
Неклеточное строение.
Содержат только один вид нуклеиновых кислот (или
ДНК или РНК).
Не способны самостоятельно синтезировать белок.
Не имеют собственной метаболической
системы.
Внутриклеточные молекулярные паразиты.
Не способны к росту и бинарному делению.
Дизъюнктивный способ репродукции.
Тропизм к определенным тканям, органам.
Способность к интеграции генома вируса с геномом клетки.
Вирусы - Царство Virae (лат. virus –яд)
Слайд 8 Вирусы поражают человека, животных, насекомых, бактерии и растения.
Известно
более 600 возбудителей вирусных инфекций у человека:
оспы, бешенства, гриппа,
паротита, кори, полиомиелита, клещевого энцефалита, геморрагической лихорадки, ВИЧ и др.
Слайд 9Вирусы:
являются основными возбудителями инфекционных заболеваний человека;
участвуют в процессах канцерогенеза;
могут передаваться
различными путями, в т.ч. через плаценту (вирус краснухи, цитомегаловирус и
др.);
могут приводить к постинфекционным осложнениям – развитию миокардитов, панкреатитов, иммунодефецитов и др.
Слайд 10Классификация вирусов
по типу нуклеиновой кислоты;
по семействам (Viridae), подсемействам (Virinae), родам
(Virus);
по строению внеклеточных форм – вирионов (зрелая вирусная частица);
по морфологии;
типам
симметрии;
антигенным свойствам и т.д.
Слайд 11Геном – 6 – 200 генов.
Виды нуклеиновых кислот – двунитевые,
однонитевые, негативные, позитивные, смешанной полярности,линейные, кольцевые, фрагментированные
ДНК –вирусы
вирус натуральной оспы,
вирус
ветряной оспы,
аденовирусы,
вирус герпеса
РНК - вирусы
вирусы полимиелита,
вирус клещевого энцефалита,
вирусы гриппа,
вирусы парагриппа, паратита, кори.
вирус бешенства
Слайд 12Формы вируса
Вирион
Внеклеточная форма
Вирус
Внутриклеточная форма
Мелкие (15-25 нм)
Полиомиелит,
парвовирусы
Средние (80-120 нм)
Грипп
Крупные
(300-400 нм)
Оспа
Слайд 13Морфология вирусов
палочковидные, пулевидные, сферические, овальные, комбинированные.
Слайд 16Симметрия капсида
Спиральная
Кубическая
(Икосаэдрическая)
Смешанная
Слайд 17Строение вириона
Геном
ДНК
РНК
Капсомеры
(capsa-коробка)
______
______
______
______
______
______
______
+
-
+
-
_ _ _ _
Слайд 18Строение вирионов
Вирус – нуклеокапсид:
нуклеиновая кислота,
капсид
(белковые субъединицы – капсомеры)
Слайд 19Вирусы
нуклеиновая кислота
белковая оболочка
Простые
Сложные
нуклеиновая кислота
белковая оболочка
липиды
углеводы
компоненты клетки хозяина (суперкапсид).
Слайд 20Строение вириона
Простой: НК+белковая оболочка (капсид) - нуклеокапсид
Сложный: нуклеокапсид+липопротеиновая оболочка
- суперкапсид
Слайд 21Сложные вирусы
Суперкапсид (пеплос) – мембранная двойная липопротеиновая оболочка.
Приобретается путем
почкования вириона через мембрану клетки (плазматическую, ядра, ЭПР).
Гликопротеиновые шипы –
пепломеры.
Слайд 23Белки вирусов
обладают видовой специфичностью -обусловливают антигенные и иммуногенные свойства
вирионов.
Капсид и суперкапсид:
защищают нуклеиновую кислоту от воздействия окружающей среды, нуклеиновую
кислоту от деградации;
участвуют в избирательном прикреплении (адсорбции) рецепторными белками к клеткам хозяина;
устойчивы к действию протеолитических ферментов;
Слайд 24Репродукция вирусов
Внутри живой клетки-хозяина.
Нуклеиновые кислоты и
белки синтезируются клеткой-хозяином раздельно в разных частях клетки - разобщенная
или дизъюнктивная репродукция.
Слайд 25Репродукция вирусов
Адсорбция вируса на поверхности клетки
Проникновение внутрь
«Раздевание» вирионов
Синтез компонентов вириона
Сборка
вириона
Выход вириона из клетки
Слайд 26Продуктивное взаимодействие «вирус-клетка» чаще носит литический характер, то есть заканчивается
гибелью инфицированной клетки, что происходит после полной сборки дочерней популяции
и выхода вирусов из клетки.
Слайд 27Адсорбция вириона на клеточной мембране
прикрепление к клеточной мембране в результате
взаимодействия поверхностных прикрепительных белков вируса с мембранными рецепторами клеток хозяина;
Слайд 28В основе тропизма – избирательности поражения вирусами определенных клеток, тканей
и органов лежат специфичность рецепторов поражаемой клетки и возможность в
ней репродуктивного цикла вируса (пермессивные условия клетки).
Вирусы, репродуцирующиеся в клетках печени – гепатотропные, в нервных клетках – нейротропные, в иммунокомпетентных клетках – иммунотропные.
Слайд 29Способы проникновения вирусов в чувствительные клетки
виропексис (рецепторный эндоцитоз)
слияние вирусной оболочки
и клеточной мембраны
Слайд 30Проникновение вирионов в клетку:
Виропексис - проникновение в результате инвагинации участка
плазматической мембраны и образования вакуоли с вирусной частицей (в области
ямок с белком клатрином).
Слияние мембран - за счет белка слияния суперкапсид вириона интегрирует с клеточной мембраной, а нуклеокапсид попадает в цитоплазму клетки.
Слайд 31Рецепторзависимый эндоцитоз
В результате захватывания и поглощения вириона клеткой - клеточная
мембрана с прикрепленным вирионом впячиваются, образуя эндосому (внутриклеточная вакуоль).
Содержимое эндосомы
закисляется - ЛПО сложного вируса сливается с мембраной эндосомы – вирусный нуклеокапсид выходит в цитозоль клетки. Эндосомы объединяются с лизосомами, которые разрушают оставшиеся вирусные компоенты.
Слайд 32Слияние оболочки вириона с клеточной мембраной
Только для некоторых оболочечных вирусов
– герпесвирусов, парамиксовирусов, ретровирусов.
У них имеются белки слияния с липидами
клеточной мембраны – вирусная ЛПО интегрирует с клеточной мембраной, внутренний компонент вируса попадает в цитозоль клетки.
Слайд 33Проникновение безоболочечных вирусов
мембранный прокол – вирион образует пору в мембране,
геном попадает в цитозоль, а капсид остается за пределами;
перфорация –
капсид переносится через мембрану без основного лизиса мембраны;
лизис – вирионы индуцируют поломку мембраны ЦПМ органелл – вирус проникает в цитозоль.
Слайд 34Выход из клетки
Простые вирусы
Взрывной путь
Гибель клетки
Сложные вирусы
Почкование (экзоцитоз)
Слайд 35Типы взаимодействия вируса с клеткой
продуктивный тип – активная репродукция новых
вирионов с выходом из клетки;
абортивный тип – образование вирионов внезапно
прерывается на какой-то стадии;
интегративный (вирогения) – встраивание (интеграция) нуклеиновой кислоты вируса в ДНК клетки-хозяина (клетка приобретает ряд новых свойств - могут возникнуть аутоимунные хронические заболевания, опухоли). Сосуществование вируса и клетки хозяина – вирогения.
Слайд 36Влияние факторов окружающей среды
при действии высоких Т большинство вирусов инактивируется
(вирус гепатита – термоустойчив);
к низким Т вирусы не чувствительны;
УФ солнечные
лучи инактивируют вирусы;
устойчивы к глицерину;
устойчивы к антибиотикам;
кислоты, щелочи, дезинфицирующие ве-ва инактивируют вирусы
Слайд 37Основные пути передачи вирусов
воздушно-капельный (грипп, оспа);
пищевой (полимиелит, гепатит А),
контактно-бытовой
(бешенство),
трансмиссивный (энцефалит).
Слайд 38Выделение вирусов в окружающую среду
со слюной – вирус бешенства,
с отделяемым
слизистой носоглотки – вирус гриппа,
с калом – вирус полимиелита и
др. энтеровирусы
Слайд 39Рис. 2. Герпесвирус (слева),
вирус гепатита В (справа) (электронная микроскопия)
Слайд 40Рис. 3. Вирус гриппа (слева), вирус иммунодефицита человека (справа) электронная
микроскопия
Слайд 41Бактериофаги – вирусы бактерий
1898 г. Н.Ф. Гамалея – лизис сибиреязвенных
бацилл,
1915 Ф. Туорт – лизис стафилококков, первый описал.
1917 д’Эрелль –
ввел термин «бактериофаг» (phagos – пожирающий).
20-200 нм
Слайд 42Свойства фагов
Способны:
размножаться,
передавать потомству свойства,
изменяться под воздействием различных факторов,
являются паразитами,
обладают строгой
специфичностью
Слайд 43Строение фагов
Головка,
Хвостовой отросток (стержень и чехол),
Базальная пластина,
Шипы, фибриллы.
Литические ферменты -
лизоцим,
фосфатаза
гиалуронидаза
и др.
Слайд 44Специфичность фагов
Видовая специфичность:
стафилококковый, стрептококковый, холерный, дизентерийный и др.
Моновалентные,
Типовые,
Поливалентные
Слайд 45Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой - бактериофагия
адсорбция (специфична)
проникновение (инъекция),
репродукция белка
и нуклеиновой кислоты,
сборка и формирование зрелых частиц фага,
лизис клетки и
выход зрелых частиц («изнутри»).
Лизис «извне» - большое количество фагов адсорбируется на клетке.
Слайд 46Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой
Адсорбция бактериофага
Внедрение
Слайд 48Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой
Синтез ДНК и белка
Лизогения
Литический путь
Бактерия
Хромосома
Бактериофаг
ДНК
Формирование
Слайд 50По характеру действия на микроорганизмы:
вирулентные фаги,
умеренные фаги.
Вирулентные фаги - проникают
в клетку, воспроизводятся в ней и вызывают ее лизис с
выходом большого количества фагов.
Умеренные фаги - проникают в клетку и встраиваются в хромосому бактерии (профаг), лизис при этом не происходит – симбиоз - лизогения.
Слайд 51Фаговая конверсия - изменение свойств (образование токсинов и др).
Индукция
фага - под влиянием УФ лучей и химических веществ профаг
может превращаться в вирулентный фаг.
Слайд 52Устойчивость фага
Выдерживают:
нагревание до 750С,
длительное высушивание,
рН 2,0 – 8,0.
нечувствительны к антибиотикам,
тимолу, хлороформу и др.
кислоты и дезинфицирующие вещества –губительны.
Слайд 53Применение бактериофагов
Основано на их строгой специфичности
фаготипирования бактерий, т.е. определения
фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида
типоспецифическими фагами, при эпидемиологическом анализе заболеваний с целью установления их видовой принадлежности;
фагодиагностики, заключающейся в выделении фага из организма больного (например, из испражнений), что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих микроорганизмов;
фагопрофилактики - предупреждения некоторых заболеваний (например, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге;
фаготерапии - лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных, например, шигеллами, протеем, стафилококком.
Слайд 54Применение бактериофагов
Основано на их строгой специфичности
Диагностика заболеваний (фаготипирование)
– диагностические препараты.
Лечение и профилактика заболеваний– лечебно- профилактические препараты.
Биотехнология.
Микробиология.
Слайд 55Лечебно-профилактические препараты бактериофагов
1. Для лечения и профилактики кишечных инфекций:
дизентерийный
поливалентный,
сальмонеллезный поливалентный групп АВСДЕ,
брюшнотифозный.
2. Для лечения и профилактики
гнойно-воспалительных заболеваний:
стафилококковый,
стрептококковый,
синегнойный,
протейный,
клебсиеллезный,
коли-фаг.
Слайд 56Лечебно-профилактические препараты бактериофагов
3. Комбинированные препараты:
коли-протейный,
пиобактериофаг (против стафилококков, стрептококков,
клебсиелл, протея, синегнойной и кишечной палочек),
интести–бактериофаг (против шигелл, сальмонелл,
стафилококков, энтерококков, кишечной и синегнойной палочек, протея).
Слайд 57Механизм действия препаратов бактериофагов
лизис (гибель) бактерий в очаге воспаления;
стимуляция
иммунитета.
Слайд 58Способ применения
препаратов бактериофагов
местно - аппликации на раневую или ожоговую поверхность,
введением
в полости (брюшную, плевральную, суставную, мочевой пузырь),
через рот,
ректально.
Слайд 59Лекарственные формы
жидком виде,
таблетках с пектином или кислотоустойчивым покрытием,
мазях,
свечах,
аэрозолях.
Слайд 60Преимущества действия препаратов бактериофагов
специфичность действия (вызывают гибель определенного вида бактерий);
не
подавляют нормальную микрофлору организма человека, как антибиотики;
нет противопоказаний и
осложнений;
можно использовать в сочетании с другими лекарственными средствами;
активны против бактерий, устойчивых к антибиотикам;
можно использовать для профилактики заболеваний.
Слайд 61Недостатки препаратов бактериофагов
быстро выводятся из организма;
срок годности 12 –
24 мес;
хранятся при температуре +2 - 10С.
Слайд 62 Условия успешного применения бактериофагов:
чувствительность возбудителя к данному
бактериофагу;
лечение фагами нужно начинать в первые дни заболевания;
вводить
препараты нужно в места локализации возбудителя.
Слайд 63Препараты бактериофагов - высокоэффективное и перспективное средство экстренной терапии гнойно-септических
и кишечных инфекций:
отсутствие противопоказаний и осложнений,
возможность использования в сочетании
с другими средствами, в том числе антибиотиками,
активность в отношении антибиотикорезистентных штаммов,
адаптация бактериофагов к современным возбудителям.
Слайд 64Вопросы по теме занятия
Дайте определение понятию «фаг».
Укажите, кто впервые наблюдал
действие фага; кто открыл фаг и изучил его природу?
Охарактеризуйте природу,
химический состав фагов?
Опишите строение фагов.
В чем выражается специфичность действия фага?
Опишите цикл взаимодействия фагов с клетками.
Чем отличается действие вирулентного и умеренного фагов?
Укажите распространение фагов.
Охарактеризуйте отношение фагов к физическим и химическим факторам.
Укажите применение фагов
Слайд 65Характеристика вирусов.
Бактериофаги
Лекция 4