Морфология и внутриклеточное развитие - герпес
Морфология и внутриклеточное развитие ВПГ. Наиболее удобным методом изучения структуры ВПГ являются данные электронно-микроскопического исследования. При этом, как и при изучении других вирусов, используются два метода. Первый заключается в очистке С помощью осаждения на центрифугах — центрифугирования — вирионов, их фиксации, контрастирования (например, фосфорно-вольфрамовой кислотой — метод негативного контрастирования). Второй метод — электронно-микроскопическое исследование фиксированных срезов инфицированных ВПГ-клеток. Было обнаружено, что капсид ВПГ обладает кубическим типом симметрии и является икосаэдром (двадцатигранником).
Каков же механизм инфицирования клеток ВПГ?
Видео: Цитологический критерий
Установлено, что прикрепление ВПГ к клеткам происходит довольно медленно. Вирус непрочно прикрепляется к клеткам, поэтому около 50% его количества всегда можно отделить различными способами. Через 2 ч после прикрепления (адсорбции) вируса на поверхности клеток можно еще наблюдать морфологически не измененные вирионы. В месте адсорбции клеточная стенка образует своеобразный карман, который затем превращается в вакуоль, и таким образом вирус оказывается в цитоплазме. Далее следует процесс разрушения (дезинтеграции) вируса. Конечным его результатом является освобождение нуклеиновой кислоты (ДНК ВПГ) от белков внешних оболочек. Параллельно происходит быстрое снижение инфекционной активности вируса. В околоядерном (перинуклеарном) пространстве мы нередко видим «голые» (без оболочек) частицы вирионов.
Известно, что перинуклеарное пространство сообщается с внеклеточной системой каналов эндоплазматического ретикулума. В период инфицирования клеток при центростремительном продвижении вируса эти каналы могут служить естественными ходами для возбудителя. В течение 10—12 ч после заражения в клетках не удается обнаружить каких-либо характерных признаков формирования вируса. В это время происходит образование структурных вирусных белков, из которых в дальнейшем происходит организация нуклеиновой кислоты и капсомеров в единую структуру, условно называемую нуклеркапсидом, или виронуклеоном. Это происходит, по-видимому, по принципу самосборки и осуществляется с помощью физико-химических процессов. Нарушение процессов сборки приводит к формированию неполноценных форм вируса.
Указанные процессы происходят в разных участках ядра. Постепенно в нем накапливается множество диффузно рассеянных виронуклеонов, которые являются правильными пространственными фигурами (ипоеаэдрами). Развитие вируса герпеса в клетках сопровождается
появлением особых образований внутри ядер инфицированных клеток (так называемые внутриядерные включения). Эти образования рассматриваются как место сборки вируса. Известно, например, что вирусное потомство включает не более 20% вновь синтезированной ДНК и около 30 % — белка. Внутриядерный цикл репродукции вируса завершается его «дозреванием». Морфологически это выражается в покрытии капсида оболочкой, которая в дальнейшем выполняет защитную функцию. Выход вирусных частиц из перинуклеарного пространства или прямо из ядра в цитоплазму клетки сопровождается дополнительным включением вирионов в вакуоли (пузырьки), стенки которых формируются из материала наружного листка ядерной мембраны. Следовательно, в цитоплазме вирионы имеют уже 2 оболочки. Частицы, перемещающиеся в цитоплазме группами, заключены в общую вакуоль. Массовый выход вирусных частиц из клетки происходит между 15 и 18 ч после заражения. Дефектный вирус (в частности, без нуклеоида) не обладает инфекционной активностью.
Физико-химическая характеристика ВПГ и патогенность его для лабораторных животных. Вирус термочувствителен: он инактивируется при 50—52°С в течение 30 мин. Вирус, суспендированный в водной среде, содержащей белок, более стабилен, особенно при рН 6,5—6,9. Он устойчив к воздействию низких температур и может длительно сохраняться при —70°С. Хорошо высушивается при низкой температуре (лиофилизируется) и при этом может сохраняться годами при —4СС. Вирус весьма чувствителен к действию эфира и других растворителей жиров, что связано с наличием липидов в оболочке. Весьма устойчив к повторному замораживанию и оттаиванию. Облучение ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами может разрушить вирус даже при небольших дозах воздействия.
Видео: Bioseminars.ru: В. Г. Борхвардт - О росте, форме и движении: как организмы меняют себя - 2
Многие животные чувствительны к заражению ВПГ. Тяжесть заболевания варьирует в зависимости от возраста животных. В развитии инфекционного процесса большую роль играет индивидуальная чувствительность животных. В первую очередь это относится к кроликам. Острый герпетический энцефалит можно вызвать у мышей, кроликов, морских свинок, хомяков, собак, обезьян и крыс. Общие признаки болезни у всех животных — лихорадка, вялость, возбуждение, нарушение координации движений, спастические конвульсии, парезы и в итоге смерть. Вирус при этом легко выделяется из мозга животных, погибших от герпетического энцефалита. Иногда заболевание у животных может перейти в хроническую форму, при этом клинического проявления энцефаломиелита не наблюдается.
При заражении кроликов, мышей и морских свинок на механически поврежденную (скарифицированную) роговую оболочку ВПГ наблюдают ее воспалительные изменения, а также изменения слизистой оболочки глаз (кератоконъюнктизит). Изменения нарастают медленно (в течение 1—2 недель), вызывая иногда помутнения роговицы различной степени.
Белые мыши наиболее восприимчивы к введению вируса. Заболевание, как правило, заканчивается гибелью животных. Инкубационный период может быть удлиненным — до 10 дней, но после нескольких пассажей он укорачивается до 3—4 дней. У всех зараженных мышей наблюдается вирус в крови (вирусемия), его удается выделить из всех органов животных. В нейронах коры головного мозга наблюдается наличие ядерных включений, иногда такие включения обнаруживаются и в цитоплазме клеток.
Крысы чувствительны к внутримозговому заражению ВПГ, у них наблюдается типичный энцефалит, аналогичный наблюдаемому у мышей.
В последние годы для экспериментального изучении герпеса стали использовать хомяков. Заболевание, сопровождающееся параличами у 50% животных, выявлено и при генитальном способе заражения.
К ВПГ чувствительны также, повторяем, некоторые виды обезьян при внутримозговом заражении, а также заражении скарифицированной роговицы.
ВПГ патогенен для куриных эмбрионов при заражении последних внесением вируса на хорион-аллантоисную оболочку (ХАО) или в желточный мешок. У 12— 13-дневных эмбрионов заражение приводит к развитию характерных узелков — «бляшек» па ХАО через 36—48 ч инкубационного периода (при 37°С). В дальнейшем инфицированные эмбрионы погибают.
Изучение ВПГв культуре клеток. Культуры клеток различного происхождения, выращиваемые в специальных флаконах при различных температурах (чаще 35— 37°С), широко используются в вирусологических исследованиях. Практически все известные культуры клеток могут быть использованы для размножения ВПГ. Однако количество ВПГ, динамика его накопления и — что особенно важно — характер поражения клеток в разных культурах различны. Как правило, в зараженных культурах клеток наблюдается цитопатический эффект, образование телец-включений и гигантских клеток с последующей их деструкцией, По данным ряда авторов, для размножения вируса в культуре клеток оптимальной была температура 35°С. При понижении температуры снижалась скорость размножения ВПГ, удлинялся инкубационный период до деструкции клеточного монослоя и замедлялось образование внутриклеточных включений. Период формирования ВПГ в клеточных культурах составляет 8—11 ч. Максимальное же накопление вируса в культурах происходило через 48 ч после заражения.
Видео: молочница таблетки
В культурах клеток можно четко выявлять наличие вирусного белка (антигена), например, методом меченых флуоресцеином антител. Через 4 ч после заражения антиген обнаруживается на мембране ядер клеток и околоядерной (перинуклеарной) зоне цитоплазмы. В дальнейшем антиген распределяется по цитоплазме, и через 6—8 ч после заражения клетки наполняются вирусным белком, но вскоре разрушаются. Многие исследователи наблюдали изменения хромосом в зараженных ВПГ культурах, торможение делений ядер клеток (митотического процесса). Через 12—18 ч после заражения культур регистрируется резкое увеличение патологических митозов (до 60%).
Следует отметить, что ВПГ в определенных условиях способен индуцировать в зараженных клетках и тканях интерферон.
В клетках фибробластов эмбриона человека вырабатывается самое большое количество интерферона при размножении вируса ветряной оспы (вирус герпес-зостер) и самое малое — при размножении ВПГ. Поскольку интерферон является мощным фактором противовирусного иммунитета и способствует быстрой элиминации (удалению) вируса из организма, возможно, сказанное объясняет тот факт, что при герпесе-зостере развивается стойкий (как правило, пожизненный) иммунитет, а герпетическая болезнь у людей, наоборот, приобретает хроническое течение с периодическими рецидивами.
В настоящее время штаммы ВПГ большинством исследователей делятся на 2 антигенные группы: вирус простого герпеса 1-го типа (ВПГ-1) и вирус простого герпеса 2-го типа (ВПГ-2). В последние годы некоторые исследователи большое значение придают дифференциации штаммов ВПГ и по месту локализации поражений, считая, что штаммы 2-й антигенной группы можно называть генитальными, так как они чаще выделяются при герпесе гениталий, тогда как штаммы ВПГ-1 чаще выделяются при глазных и лицевых герпетических поражениях.
