РЕФЕРАТ «Вирусы. Роль вирусов в природе и жизни человека»

Выполнил:

ученик 22 группы,

Каплуновский Артём

Вирусы

Вирусы – неклеточные формы жизни, которых относят к царству Вира, невидимые в световой микроскоп частицы, паразиты эукариотической и прокариотической клетки, вне клетки не проявляют никаких признаков жизни.

Вирусы являются облигатными паразитами, т.к. вирусы не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы ведут себя как химические вещества. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (вирусы бактерий - бактериофаги). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Вирус представляет собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК, некоторые, имеют оба типа молекул - мимивирусы), заключённые в белковую оболочку и способны инфицировать живые организмы.

От других инфекционных агентов вирусы отличает капсид.

Капсид — это внешняя оболочка вируса, состоящая из белков. Капсид выполняет несколько функций:

- Защита генетического материала вируса от механических и химических повреждений.

- Определение к возможности заражения клетки.

- На начальных стадиях заражения клетки: прикрепление к клеточной мембране, разрыв мембраны и внедрение в клетку генетического материала вируса.

В зависимости от структуры и хим. состава оболочки различают простые и сложные вирусы.

Простые вирусы состоят из НК и капсида. Имеют различную форму: палочко-, шаро-, и нитевидную.

Сложные вирусы покрыты дополнительно липопротеидной мембраной, для распознавания рецепторов клетки. Могут ещё содержать углеводы и ферменты. Это вирусы полиомиелита, гепатита В, оспы. Могут выдерживать высокую температуру вне клетки.

Строение вируса ВИЧ.

Пути проникновения вируса в организм хозяина

Пути проникновения в орг. человека различны:

- воздушно-капельным путём от больного человека (грипп, корь, оспа);

- с пищей (вирус ящура);

- через повреждённую поверхность кожи (бешенство, герпес, оспа);

- половым путём (ВИЧ, герпес);

- через кровососущих (комары – жёлтую лихорадку, клещи – энцефалит, крымскую лихорадку);

- при переливание крови, операциях передаются вирусы СПИДа и гепатита В;

ІІІ. Защитные реакции организма против вирусных инфекций

Защита органи змов от вирусов принадлежит иммунной системе.

При попадании вирусной частицы в организм вырабатываются антитела, защитные белки – иммуноглобулины, они предотвращают попадание в клетку вируса. В случае если вирус все же попал внутрь клетки, то вырабатываются другие защитные белки – интерфероны.

В одних случаях, организм после перенесенного заболевания вырабатывает стойкий иммунитет к этому виду вируса (оспа, корь). В других случаях возможно повторное заболевание (грипп).

Роль вирусов в биосфере

Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат около 250 миллионов частиц бактериофагов на миллилитр воды. Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций видов живых организмов.

В жизни человека вирусы играют отрицательную роль – вызывают заболевания органов:

- дыхания (грипп);

- пищеварения (гепатит);

- нервной системы (полиомиелит, энцефалит, бешенство);

- а также кожи и слизистых оболочек (герпес, оспа);

- угнетающие иммунитет (СПИД).

Вирусы обычно рассматриваются как паразиты – возбудители инфекционных заболеваний, наносящих вред человеку, животным, растениям. Однако такой подход нельзя признавать абсолютно правильным. Была высказана гипотеза (Жданов, 1974), согласно которой вирусы являются важным фактором эволюции органического мира. Преодолевая видовые барьеры, вирусы могут переносить отдельные гены или группы генов, а интеграция вирусной ДНК с хромосомами клеток может приводить к тому, что вирусные гены становятся клеточными генами.

1. Вирусы являются возбудителями заболеваний человека, животных и растений.

Выделяют 2 группы вирусных инфекций:

1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией. (респираторные и кишечные вирусные инфекции)

2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции, и вирус достигает чувствительных тканей, формируя вторичные очаги инфекции. (оспа, корь, полиомиелит)

По продолжительности инфекции различают 1) Острая инфекция длиться относительно непродолжительный период времени и протекает с выделением вирусов в окружающую среду. Может завершаться выздоровлением или гибелью организма. Соответствует продуктивной инфекции на уровне клетки.

3) персистентные инфекции возникают при продолжительном взаимодействии вируса с организмом. Персистентные инфекции могут быть латентными, хроническими или медленными в зависимости от выделения вируса в среду и проявления симптомов заболевания.

Латентная инфекция – скрытая инфекция, не сопровождающаяся выделением вирусов в окружающую среду. Может произойти активация вируса и инфекция перейдет в острую или хроническую формы. (аденовирусы, вирусы герпеса, онкогенные вирусы)

Хроническая инфекция – длительно текущий патологический процесс, характеризующийся периодами ремиссий, перемежающимися с периодами обострения, когда вирус выделяется в окружающую среду. (герпетическая, аденовирусная инфекции)

Медленная инфекция характеризуется длительным инкубационным периодом и медленным, но неуклонным развитием симптомов заболевания, ведущим к тяжелому нарушению функций органов и летальному исходу.

Основными путями передачи вирусной инфекции являются:

1. Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (энтеровирусы, реовирусы, многие аденовирусы, некоторые парвовирусы)

2. Трансмиссивный. При укусе кровососущего насекомого (арбовирусы, некоторые представители семейства рабдовирусов)

3. Через кожу, через повреждения, трещинки (вирус коровьей оспы, папилломы)

4. Половой (паповирусы, вирусы герпеса)

5. Вертикальный (от матери к плоду) – вирусы цитомегалии, простого герпеса, Коксаки.

6. Парентеральный, при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами.

7. Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. 2 группы вирусов, попадающих воздушно-капельным путем:

1) респираторые вирусы, которые репродуцируются в эпителии слизистых оболочек дыхательных путей, вызывают местную инфекцию.

2) вирусы, для которых дыхательные пути являются только воротами инфекции. Вызывают генерализованную инфекцию, часто со вторичным поражением дыхательных путей (кори, свинки, ветряной и натуральной оспы).

2. Предполагают, что некоторые вирусы находятся в симбиотических отношениях с человеком на протяжении всей эволюции.

О полезных вирусах писала в 1983 году в своей статье "Вирус против вируса" и Марина Ворошилова, вирусолог, многие годы работавшая вместе с академиками М. П. Чумаковым и А. А. Смородинцевым и возглавлявшая лабораторию иммунологии и вакцинопрофилактики Института по изучению полиомиелита АМН СССР:

"Исследуя результаты вакцинации детей против полиомиелита, мы обнаружили, что у некоторых из них вакцинный вирус не приживлялся и антител в крови не образовывалось. Пытаясь разобраться в этом, мы убедились, что причиной этого были собственные энтеровирусы детей - вирусы, заселяющие их кишечник уже в первые дни, а иногда и часы после рождения и несущие вахту, защищая детей от своих болезнетворных сородичей и повышая общую сопротивляемость организма ко многим вредным для него воздействиям... Проведенные в 1947-49 годах исследования с полиовирусами показали, что они с удовольствием "поедают" злокачественные клетки. В 1967-68 годах проводились исследования в онкологических учреждениях Москвы, которые показали, что после введения вакцинного полиовируса через рот он размножается в пищеварительном тракте и опухолевой ткани, не затрагивая здоровых клеток, причем в отдаленные метастатические узлы он переносится лейкоцитами крови.....Можно думать, что полезные свойства будут выявлены и у многих вирусов-сирот (этот термин был применен американскими учеными, поскольку не удавалось установить болезни, которые они вызывают), и, следовательно, они окажутся не только не сиротами, но истинными благодетелями человечества... Установление нами факта существования полезных вирусов имеет и общебиологическое значение. По-видимому, эти вирусы находятся в симбиотических отношениях с человеком на протяжении всей его эволюции. Следует обратить внимание на поддержание оптимальных условий сосуществования человеческого организма с широко известными полезными бактериями и с установленными нами полезными энтеровирусами-сапрофитами, памятуя о том, что нарушение равновесия этой внутренней среды может привести к весьма нежелательным последствиям и, возможно, даже к возникновению и эволюции новых болезнетворных вирусов". вирус организм человек симбиотический

Для многих вирусов установлено, что они могут персистировать, то есть длительно находиться в различной форме в организме, в том числе и интегрировать - включаться в генетический аппарат клетки. Причем в генетический аппарат клетки могут в разных комбинациях, частично или полностью, включаться одновременно геномы разных вирусов.

3. Вирусы могут быть фактором, с помощью которого осуществляется коррекция взаимоотношений организма с меняющимися условиями среды, то есть играют адаптационную роль.

Таким образом, генетическая информация представляет для организма-хозяина определенный интерес, так как из этого огромного фонда можно отобрать любую недостающую ему в данный момент генетическую информацию. Интегрируя необходимый информационный блок, организм получает возможность функциональной перестройки, соответствующей изменившимся условиям окружающей среды.

Взаимоотношения вируса с организмом контролируются иммунной системой, поэтому вирусное заболевание можно считать болезнью адаптации, в которой определяющее значение имеет не сам вирус, а иммунный механизм "хозяина", или точнее, наследственная или благоприобретенная дефектность его иммунной системы. Иными словами, наличие вируса еще не предопределяет болезни, а вот наличие дефекта иммунной системы - при убиквитарности (т. е. повсеместной распространенности) вирусов - предопределяет.

Проявлением адаптационной роли вируса можно считать и респираторные заболевания. Всем респираторным вирусным заболеваниям свойственна такая черта, как их сезонная приуроченность, четко соответствующая основным изменениям условий среды обитания (осенне-зимний и весенний периоды). Следует особо подчеркнуть, что эти вспышки следуют не календарным датам, а экстремальным моментам меняющихся условий внешней среды, то есть тем моментам, когда возникает наиболее острая необходимость в адаптационной перестройке организма, и в первую очередь дыхательного аппарата.

В этих условиях именно респираторные вирусы могут оказаться фактором, участвующим в адаптационной перестройке организма. Этому нисколько не противоречит тот факт, что в части случаев, иногда не малой, перестройка сопровождается клиническими признаками заболеваний. Ведь и многие процессы, признаваемые вполне нормальными, выглядят как разного рода заболевания - например, адаптация к смене климатических зон.

4. Вирусы играют эволюционную роль.

Вирусы могут не только изменять генетический аппарат клетки, то есть влиять на эволюцию по вертикали (наследственно), но и осуществлять обмен генетической информацией в пределах вида и между разными группами организмов, определяя передачу генетических признаков и по горизонтали. Подобная генетическая трансформация в условиях меняющейся внешней среды - мощный эволюционный механизм.

Достоверно установлен факт участия вирусов в мутационном процессе бактерий – трансдукция.

5. Решение вопросов происхождения и эволюции вирусов является важным в понимании зарождения и развития жизни на Земле.

По вопросу о происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считали, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий или других одноклеточных организмов. Гипотеза регрессивной эволюции не может объяснить разнообразия генетического материала у вирусов, неклеточной их организации и отсутствия белок-синтезирующих систем. Поэтому в настоящее время эта гипотеза имеет скорее историческое значение и не разделяется большинством вирусологов.

Согласно второй гипотезе вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни — протобионтов, предшествовавших появлению клеточных форм жизни, с которых и началась биологическая эволюция. Эта гипотеза также не разделяется в настоящее время большинством вирусологов, так как она не объясняет тех же вопросов, разрешить которые оказалась бессильной первая гипотеза.

Третья гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, хотя не ясно, какие из этих элементов дали начало столь большому разнообразию генетического материала у вирусов. Эта гипотеза, которую иронически назвали гипотезой "взбесившихся генов", находит наибольшее число сторонников, однако не в том первоначальном виде, в каком она была высказана, так как и она не объясняет наличие у вирусов форм генетического материала (однонитчатая ДНК, двунитчатая РНК), отсутствующих в клетках, образование капсида, существование двух форм симметрии и т. п.

Вероятно, вирусы действительно являются дериватами, т.е. производными генетических элементов клеток, но они возникали и эволюционировали вместе с возникновением и эволюцией клеточных форм жизни. Природа как бы испробовала на вирусах все возможные формы генетического материала (разные виды РНК и ДНК), прежде чем окончательно остановила свой выбор на канонической его форме — двунитчатой ДНК, общей для всех клеточных форм организмов, начиная от бактерии и кончая человеком. Будучи, с одной стороны, автономными генетическими структурами, с другой стороны, неспособными развиваться вне клеток, вирусы на протяжении миллиардов лет биологической эволюции проделали настолько разнообразные пути развития, что отдельные их группы не имеют преемственной связи между собой. По-видимому, разные группы вирусов возникали в исторически разные времена из разных генетических элементов клеток и поэтому существующие в настоящее время разные группы вирусов имеют полифилетическое происхождение, т. е. не имеют единого общего предка.

Таким образом, вирус - это образец, вершина универсальности, унифицированности, экономности живой природы. В его бесконечно малом пространстве сосредоточена емкая программа к дальнейшему действию, мощная система стимуляторов трансформации, способная переиначить деятельность клетки.

Вирусы - не вредный, чужеродный для живой природы элемент, а необходимая составная часть, без которой, наверное, были бы невозможны существование и эволюция биосферы.