Методические указания для самостоятельной работы и выполнения контрольной работы для студентов заочного обучения по специальности 111201. 65 "Ветеринария"

Д О П О Л Н И Т Е Л Ь Н А Я

1. 
   Руководство по ветеринарной вирусологии. Под редакцией В.Н.Сюрина – М.: Колос, 1966 г.
   
2. 
   Горский Б.В., Нуриев Г.Г., Гумеров Н.К. Основы общей ветеринарной вирусологии – Казань, 1978 г.
   
3. 
   Сюрин В.Н., Иванова Г.А., Краснобаев Е.А., Фомин Ю.В. Лабораторная диагностика вирусных болезней животных – М.: Колос, 1972 г.
   
4. 
   Общая и частная вирусология. Т. 1 и 2. Руководство под редакцией В.М.Жданова и С.Н.Гайдамович – М.: Медицина, 1982 г.
   
5. 
   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:

1. 
   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.
   
2. 
   Абортивный тип. В данном случае не происходит репродукции вирусов, а клетка остается живой.
   
3. 
   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.
   
4. 
   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:

1. 
   Адсорбция вирусов на поверхности клетки.
   
2. 
   Проникновение вируса в клетку.
   
3. 
   Депротеинизация вирусной частицы («раздевание»).
   

Б. Средний (латентный) период:

1. 
   Синтез ранних белков.
   
2. 
   Синтез (репликация) вирусной нуклеиновой кислоты.
   
3. 
   Синтез структурных вирусных белков (транскрипция и трансляция)
   

В. Заключительный период:

1. 
   Формирование новых вирусных частиц.
   
2. 
   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:

1. 
   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 +30^оС 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.
   
2. 
   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.
   
3. 
   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:

1. 
   Чувствительная клетка или микросреда, в которой протекает наиболее активная фаза жизни вируса с комплексом молекулярно-биологических процессов в процессе репродукции.
   
2. 
   Организм хозяина, макросреда. Эта среда своими защитными механизмами оказывает большое влияние и вирусы проявляют весь арсенал «нападения» на организм хозяина.
   
3. 
   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 которого образуются вирусы-рекомбинанты с измененными свойствами. Опишите разные виды генетической изменчивости вирусов: рекомбинация, множественная реактивация, гетерозиготность, транскапсидация и кросс-реактивация. При описании каждого вида выясните механизм изменчивости. Опишите негенетическую изменчивость – фенотипическое смешивание. В конце раздела опишите методы селекции и генную инженерию (сущность этого процесса).
ПАТОГЕНЕЗ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЖИВОТНЫХ.

ВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ КЛЕТОК

Вирусы являются строгими внутриклеточными паразитами, поэтому они, попав в организм, в первую очередь, действуют разрушительно на ту или иную клетку, а затем уже происходит поражение всего организма. Действие вирусов на саму клетку обозначается под термином «вирусная инфекция клеток». Комплекс явлений, который возникает при взаимодействии вируса с макроорганизмом, называется «патогенезом вирусной инфекции».

ВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ КЛЕТОК

Вирусы могут оказывать 3 вида воздействия на клетки: 1. Цитопатогенное действие (ЦПД), 2. Трансформация клеток 3. Индуктивное действие. Раскройте каждый вид воздействия. Опишите о тельцах- включениях, методы их окраски и для какой цели их выявляют? При описании трансформации клеток обратите внимание на механизм трансформирующего действия вирусов, ибо это в какой-то мере объясняет механизм образования злокачественных опухолей.

ПАТОГЕНЕЗ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ
Слово «патогенез» происходит от 2 латинских слов: pathos - страдание, болезнь и genesis – происхождение т.е. происхождение болезни.

Нужно выяснить пути внедрения вирусов в организм и обратите внимание на то, что вирусы, поражающие одни ткани, проникают в организм другими путями. Например, вирусы оспы или ящура, поражающие кожу и слизистую оболочку, могут попасть в организм через дыхательные пути.

Обратите внимание на пути распространения (диссеминации) вирусов с места внедрения (ворота инфекции) в глубь организма. Выясните, какие вирусы обладают механизмом диссеминации по нервным волокнам?

Избирательное поражение отдельных тканей вирусами называют тропизмом или аффинитетом. Опишите разную тропность вирусов и поймите механизм аффинитета. Это дает возможность понять сущность видовой (врожденной) не восприимчивости животных к возбудителям некоторых вирусных болезней. Например, почему лошади не восприимчивы к вирусам ящура и чумы крупного рогатого скота? В виде таблицы выполните, какие вирусы относятся к той или иной группе тропности?

Далее выясните, какие факторы макроорганизма могут влиять на возникновение вирусной инфекции? Опишите исходы вирусных инфекций, явление вирусоносительства, пути выделения вирусов из организма. Выясните явление и механизм персистенции вирусов.

ОСОБЕННОСТИ ПРОТИВОВИРУСНОГО ИММУНИТЕТА

Вирусы, как и другие микроорганизмы, по отношению к макроорганизму являются генетически чужеродными агентами, т.е. антигенами. На раздражение этого антигена макроорганизм реагирует соответствующей реакцией и чаще всего эта реакция завершается понижением или потерей чувствительности организма к данному вирусу, т.е. организм становится частично или полностью иммунным.

Иммунитет организма к вирусным инфекциям обуславливается как общими физиологическими факторами естественной резистентности, так и специфическими факторами защиты. Первые защитные факторы неспецифические, т.е. они направлены против любого вируса, а специфические защитные факторы действуют против конкретного вируса. Причем, эти два механизма включаются в защитную реакцию организма почти одновременно, но они тесно взаимосвязаны.

В начале познакомьтесь с общими физиологическими факторами естественной резистентности к вирусным инфекциям: факторы клеточной резистентности, целостность кожи и слизистой оболочки, воспаление и фагоцитоз, защитная роль температуры тела (лихорадки). Особо обратите внимание на те противовирусные защитные вещества, содержащиеся в жидкостях организма – это ингибиторы. Выясните химический состав, виды ингибиторов и механизм их противовирусного действия. Мощным неспецифическим противовирусным защитным веществом является интерферон. Выясните свойство интерферона, механизм выработки клетками, индукторы его выработки и освойте механизм антивирусного действия интерферона. Какое практическое значение имеет интерферон?

Специфический противовирусный иммунитет обусловлен выработкой организмом внутриклеточных и гуморальных (жидкостных) антител и изменением функции отдельных иммунокомпетентных клеток.

Обратите внимание на то, что в отличие от бактериальных инфекции при вирусных болезнях дополнительно вырабатываются такие виды антител, как вируснейтрализующие антитела и антигемагглютинины. Вспомните из курса микробиологии классы иммуноглобулинов, их структуру и выясните, какие классы иммуноглобулинов играют наибольшую защитную роль при вирусных болезнях?

При вирусных болезнях в первую очередь реагирует клеточный механизм иммунитета и существуют специализированные клетки (иммунокомпетентные клетки): макрофаги, лимфоциты, плазматические клетки (плазмоциты). Каждая из них выполняет определенную функцию и в то же время они «работают» сообща, кооперируясь. Выясните, какую иммунную функцию выполняют эти клетки, какова последовательность кооперации? Лимфоциты делятся на Т – и В – лимфоциты. Т – лимфоциты (тимусзависимые, образующиеся в вилочковой железе, т.е. в тимусе) ответственны за клеточный иммунитет. Различают 3 вида Т – лимфоцитов: Т – киллеры (убийцы), которые разрушают (лизируют) чужеродные клетки или собственные клетки, пораженные вирусами; Т – хелперы (помощники), которые взаимодействуют с В – лимфоцитами; Т – супрессоры, клетки, регулирующие иммунный ответ организма. В – лимфоциты образуются в костном мозгу, выявляются в лимфатических узлах, селезенке и в других лимфоидных скоплениях (вторичные иммунные органы). В зависимости от антигенных свойств возбудителя болезни В–лимфоциты превращаются (трансформируются) в плазмоциты, которые продуцируют (синтезируют) антитела.

Обратите внимание на то, что особенно при вирусных болезнях свойственно приобретение отдельными тканями иммунитета к тем или иным вирусам. Например, при гриппе слизистая оболочка дыхательных путей приобретает устойчивость к этому вирусу, при контагиозно-пустулезном дерматите овец – кожа и т.д. Выясните, какой механизм такого тканевого (местного) иммунитета?

В конце раздела напишите, каково практическое значение имеет учение об иммунитете при вирусных болезнях? Основным средством специфической профилактики вирусных болезней являются вакцины. Вакцина готовится из живых, но с ослабленной вирулентностью (аттенуированных) штаммов, а также из убитых штаммов вирусов. Причем, при вирусных болезнях наиболее прочный иммунитет создают живые вакцины. Выясните методы аттенуации вирусов, в чем преимущество и недостатки этих вакцин? Обратите внимание на то, что при вирусных болезнях гипериммунная специфическая сыворотка (антитела) применяется крайне редко, как средство профилактики. С лечебной целью почти-что не применяется, так как вирусы, находящиеся уже в клетках, не доступны действию антител.

С серологическими реакциями, применяемыми для диагностики вирусных болезней, познакомитесь на лабораторно-практических занятиях во время сессии.

ПРИНЦИПЫ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ

ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЖИВОТНЫХ
Для эффективной борьбы с вирусными болезнями имеет большое значение быстрое и точное установление диагноза. Потому, что многие вирусные болезни (ящур, оспа, чума свиней, болезнь Ньюкасла, грипп птиц и др.) быстро распространяются и вызывают большой процент падежа. Постановка диагноза на вирусные болезни состоит из двух этапов:

1. 
   Клинико-эпизоотологической диагностики, производимой непосредственно в хозяйстве, и чаще всего этот диагноз бывает предварительным.
   
2. 
   Лабораторная диагностика, которая проводится в вирусологическом отделе областной ветеринарной лаборатории. Этот диагноз бывает окончательным и точным.
   

Первый этап складывается из изучения клиники болезни, эпизоотологического состояния и учета патологоанатомических изменений. При многих вирусных болезнях эти признаки бывают трудно различимыми, не позволяют поставить уверенный диагноз. Поэтому необходима лабораторная диагностика. Для постановки лабораторной диагностики большое значение имеет правильное взятие патологического материала и его отправка. При взятии патологического материала от больных животных или их трупа нужно учесть то, что вирусы обладают способностью избирательно поражать отдельные ткани (тропность) и в этих органах накапливаются в наибольшем количестве. Например, вирус бешенства – в мозговой ткани (нейротропные), вирус оспы – в коже и слизистой оболочке (дерматропные) и т.д. Поэтому преимущественно эти органы и нужно отправлять в лабораторию. Патологический материал необходимо отправлять в лабораторию в замороженном состоянии (в термосе со льдом), так, как вирусы хорошо выдерживают низкую температуру, а при плюсовой температуре могут инактивироваться.

Обратите внимание на то, что лабораторная диагностика проводится в определенной последовательности: а) выясняют наличие вируса в патологическом материале; б) затем выделяют вируса путем заражения живых систем и идентифицируют (определяют видовую принадлежность) при помощи серологических реакций; в) ставят диагноз путем обнаружения антител в сыворотке крови при помощи серологических реакций или путем обнаружения нарастания титра (концентрации) антител в сыворотке крови переболевших животных (ретроспективная диагностика). Лабораторную диагностику оформите в виде схемы. Выясните, какие серологические реакции применяются при вирусных инфекциях?

Ч А С Т Н А Я В И Р У С О Л О Г И Я

Этот раздел вирусологии изучает структуру, строение, особенности репродукции и других биологических свойств вирусов – возбудителей конкретных болезней. Рассматривает также методы диагностики и профилактики этих болезней. Прочитайте свойства тех вирусов, которые отражены в типовой программе и составьте конспект в виде табличной формы (смотрите на следующей странице).

№№	Название возбудителей и основные клинические признаки	Свойства возбудителей					Диагностика	Профилак-тика
		Величина и химические свойства	Устойчивость	Культивиро-вание	Антигенное строение	Вирулент-ность
1.	Вирус оспы коров Характеризуется лихорадкой, узелково-пустулезной сыпью на коже вымени, сосков, мошонки реже на голове и шеи.	-170-350 нм, ДНК белок липиды	Термолабильность, устойчив при минусовой температуре, чувствителен к кислотам, хлорамину, лизолу.	Куриный эмбрион, культура клеток.	-антиген,№Раг, нейтрализи-рующий, преципити-рующий комплемент связывающий Аг	Коровы, буйволы, лошади, ослы, мулы, свиньи, верблюды, человек, кролики, обезьяны.	Клинико-эпизооти-ческая микроскопия элементар-ных телец, биопроба на кроликах.	Прививка живой осповакци-ной.

При изучении отдельных возбудителей вначале прочитайте раздел «Общая характеристика и классификация» каждого семейства вируса, ибо вирусы, относящиеся к данному семейству, имеют одинаковые или близкие свойства.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Студенты факультета ветеринарной медицины выполняют одну контрольную работу по вирусологии.

Контрольная работа выполняется только после тщательного ознакомления с учебной программой по вирусологии, с методическим указанием и детального изучения всего материала по учебникам и дополнительной литературе. В данном методическом пособии более подробно описаны те разделы, которые отсутствуют в учебнике, а в программе имеются.

Ответы на вопросы должны быть обстоятельными и как можно более полными, писать понятным почерком без помарок. Если вопрос состоит из нескольких частей, то необходимо ответить на каждый из них. При необходимости ответы иллюстрировать рисунками, таблицами. Оставляйте поля для пометок рецензента. В конце работы указывается литература, использованная при написании работы.

Каждый студент номера вопросов находит по таблице на пересечении двух линий – предпоследней и последней цифр зачетной книжки (смотрите таблицу 2). Например, номер зачетной книжки студента 86023, следовательно, вопросы для выполнения контрольной работы будут: 4, 17, 26, 48, 89.

Контрольную работу желательно выслать для проверки не позднее, чем за месяц до сессии.

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Заслуги Луи Пастера и З.Дженнера в развитии вирусологии.

2. Роль Д.И. Ивановского в развитии вирусологии.

3. История развития вирусологии.

4. Причины бурного развития вирусологии в последние 20-25 лет.

5.Природа и происхождение вирусов.

6. Химический состав вирусов.

7. Общие принципы строения вирусов.

8. Строение (структура) вирусов на примере представителей семейства аденовириде и герпесвириде.

9. Структура вирусов семейств ортомиксовириде и поксвириде.

10. Строение и структура фагов.

11. Особенности репродукции (размножения) вирусов в отличие от других микроорганизмов.

12. Типы взаимодействия вируса с клеткой.

13. Адсорбция вирионов на поверхности клетки и их проникновение в клетку.

14. Синтез (репликация) вирусных нуклеиновых кислот.

15. Синтез вирусных белков.

16. Сборка и выход из клетки вирусных частиц.

17. Какие изменения претерпевает клетка в результате «нападения» вируса?

18. Неполные (дефектные) вирусные частицы.

19. Особенности культивирования вирусов. Культивирование вирусов в организме животных.

20. Культивирование вирусов в развивающемся курином эмбрионе.

21. Культивирование вирусов в культуре клеток (условия культивирования, солевые растворы и питательные среды).

22. Методика получения культур клеток , виды культур клеток и тканей.

23. Особенности генетического материала вирусов и его отличие от других микроорганизмов.

24. Мутация вирусов. Механизм мутации.

25. Изменчивость вирусов, вызванная генетическим взаимодействием (генетическая рекомбинация и множественная реактивация).

26. Генетические взаимодействия вирусов, (гетерозиготность, транскапсидация, кросс-реактивация).

27. Негенетические взаимодействия вирусов.

28. Методы селекции вирусов с целью получения вакцинных штаммов.

29. Генная инженерия. Проблемы и задачи.

30. Патогенез вирусной инфекции на клеточном уровне.

31. Патогенез вирусной инфекции на уровне организма.

32. Действие на вирусы физических факторов внешней среды.

33. Действие на вирусы химических факторов.

34. Экология вирусов, 3 среды обитания вирусов.

35. Взаимоотношения вирусов и организмов.

36. Механизм видовой и неспецифической резистентности организма животных к вирусным инфекциям.

37. Интерферон – как неспецифический фактор иммунитета. Химический состав, механизм образования и действия на вирусы. Практическое применение.

38. Ингибиторы – как неспецифический фактор иммунитета. Химический состав, виды и биологическое значение.

39. Клеточные факторы иммунитета при вирусных инфекциях.

40. Факторы специфического противовирусного иммунитета. Химический состав, виды антител и классы иммуноглобулина.

41. Механизмы местного и секреторного противовирусного иммунитета.

42. Особенности эпизоотологии вирусных инфекций. Течение вирусной инфекции.

43. Вирусные инфекции иммунного комплекса. (Алеутская болезнь норок, ИНАН лошадей).

44. Противовирусные вакцины и проблемы химиотерапии вирусных болезней.

45. Представители каких семейств вирусов вызывают опухоли у животных? Механизм онкогенности.

46. Общая характеристика вирусов семейства оспы.

47. Вирусы оспы овец и коз.

48. Вирусы оспы коров, лошадей и свиней.

49. Вирусы оспы кур и голубей.

50. Вирус контагиозно-пустулезного дерматита овец и коз (эктима).

51. Общая характеристика вирусов семейства герпесвириде.

52. Вирус ринопневмонии лошадей.

53. Вирус инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота.

54. Вирус злокачественной катаральной лихорадки крупного рогатого скота.

55. Вирус болезни Ауески (клиника, распространение и свойства вируса).

56. Диагностика и профилактика болезни Ауески.

57. Вирус инфекционного ларинготрахеита птиц.

58. Вирус болезни Марека (распространение, клиника и свойства вируса).

59. Диагностика и профилактика болезни Марека.

60.Общая характеристика семейства аденовирусов.

61. Аденовирусы крупного рогатого скота.

62. Вирус инфекционного гепатита собак.

63. Вирусы папилломы крупного рогатого скота, лошадей.

64. Вирус энтерита норок.

65. Вирус Африканской чумы свиней и дифференциация этой болезни от Европейской чумы свиней.

66. Вирус инфекционной катаральной лихорадки овец.

67. Вирус Африканской чумы однокопытных.

68. Общая характеристика вируса семейства ретровириде.

69. Вирус лейкоза птиц.

70. Вирус лейкоза крупного рогатого скота.

71. Общая характеристика вирусов семейства и рода парамиксовирус.

72. Вирус парагриппа-3 крупного рогатого скота.

73. Вирус болезни Ньюкасла (распространение, клиника и свойства вируса).

74. Диагностика и профилактика болезни Ньюкасла.

75. Вирус чумы крупного рогатого скота.

76. Вирус чумы плотоядных.

77. Респираторно-синцитиальный вирус крупного рогатого скота.

78. Общая характеристика вирусов семейства ортомиксовириде.

79. Вирус гриппа свиней.

80. Вирус гриппа лошадей.

81. Вирус гриппа птиц.

82. Вирус везикулярного стоматита животных.

83. Вирус бешенства животных.

84. Вирус диареи крупного рогатого скота.

85. Вирус европейской чумы свиней (классическая).

86. Вирус ящура животных.

87. Вирус инфекционного гастроэнтерита свиней.

88. Вирус инфекционной анемии лошадей.

89. Взятие, транспортировка и подготовка патологического материала для вирусологических исследований.

90. Методы заражения лабораторных животных.

91. Титрование вирусов. Методы титрования и как выражается титр?

92. Индикация (выявление) вирусов путем микроскопии элементарных телец и телец включений.

93. Индикация вирусов при помощи люминесцентного микроскопа (РИФ).

94. Использование электронного микроскопа в вирусологии.

95. Серологические реакции. Цели использования, перечислите серологические реакции, применяемые в вирусологии. Принцип подготовки компонентов.

96. Реакция нейтрализации и реакции диффузионной преципитации.

97. Реакция задержки (торможения) гемагглютинации.

98. Реакция непрямой гемагглютинации (РНГА) и реакция гемадсорбции (РГАд).

99. Методы приготовления препаратов для иммунофлюоресцентной диагностики.

100. Реакция связывания комплемента (РСК). Компоненты, сущность реакции.

101. Строение 10-дневного развивающегося куриного эмбриона.

102. Заражение развивающихся куриных эмбрионов на хорион-аллантоисную оболочку и желточный мешок.

103. Заражение развивающихся куриных эмбрионов в аллантоисную и амниотическую полости.

104. Правила работы в вирусологической лаборатории. Бокс. Хранение вирусов.

105. Реакция гемагглютинации (РГА). Компоненты, техника постановки и для какой цели она используется?

106. Вскрытие зараженного куриного эмбриона, получение вируссодержащего материала и индикация в нем вируса.

107. Перевиваемые и диплоидные культуры клеток. Культивирование вирусов в культуре клеток.

108. Принципы лабораторной диагностики вирусных болезней животных.