Вирус иммунодефицита человека

План реферата:

1. Введение…………………………………………………………………………………2

2. История открытия ВИЧ …………………………………………………………..3

3. Структура ВИЧ..……………………………………………………………………….6

4. Жизненный цикл ВИЧ……………………………………………………………..7

5. Патогенез ВИЧ-инфекции……………………………………………………….11

6. Заключение…………………………………………………………………………….14

7. Список использованной литературы и интернет-ресурсов…...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

ВИЧ — вирус  иммунодефицита человека, вызывающий вирусное заболевание ВИЧ-инфекция, последняя стадия которой известна как синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД) — в отличие от врождённого  иммунодефицита.

В современном  обществе инфекционные заболевания  являются многоплановой проблемой. Процессы глобализации привели к  тому, что ряд инфекций, и в  частности ВИЧ-инфекция, стали приобретать  характер пандемий, влияя на мировое  сообщество в целом. За необычайно короткое время ВИЧ стал проблемой номер один для Всемирной организации здравоохранения, оттеснив на второе место рак и сердечнососудистые заболевания. В настоящее время эпидемия ВИЧ-инфекции вышла за пределы границ групп риска. По данным Всемирной организации здравоохранения всего в мире проживает 33,4 млн. человек с ВИЧ[7].

Общее число  россиян, инфицированных ВИЧ, зарегистрированных в Российской Федерации до 31 марта 2012 г. составило 665 590 человек[4]. В России число людей, затронутых эпидемией, растет год от года, тогда как в мире в результате борьбы с этим заболеванием за последние 14 лет удалось сократить число больных ВИЧ. Поэтому, на мой взгляд, исследование данной проблемы чрезвычайно актуально. Опыт других стран показывает, что остановить развитие эпидемии можно.

 

 

 

 

 

История открытия.

Впервые ВИЧ-инфекция была описана в своей финальной  стадии, получившей позднее название «синдром приобретенного иммунного  дефицита» (СПИД) в «Еженедельном вестнике заболеваемости и смертности» от 05.06.81, издаваемом центрами по контролю за болезнями — CDC (США, Атланта). В очередном отчете, появилось сообщение, что в Лос-Анджелесе 5 молодых гомосексуалистов заболели редкой формой пневмонии и двое из них умерли. В последующие несколько недель добавились новые сведения: еще 4 случая в Лос-Анжелесе, 6 — в Сан-Франциско, 20 — в Нью-Йорке. У всех таинственным образом отказывала иммунная система. У них имелись тяжелые воспаления легких, обусловленные пневмацистами-микроорганизмами, очень часто обитающими в легких, но обычно не способными вызывать заболевания у людей. У части больных были выявлены диссеминированные злокачественные опухоли кожи — так называемая саркома Капоши. Кроме того в ряде случаев отмечались сочетанные формы пневмоцистоза и саркомы Капоши. Специальные исследования показали, что у больных имелось выраженное угнетение системы иммунитета, что сопровождалось развитием различных вторичных инфекций — кандидоза, цитомегаловирусной и герпетической инфекций и др. Внимание не только врачей, но и широкой общественности к этому новому заболеванию было привлечено тем обстоятельством, что все такие больные были гомосексуалистами. Так, среди больных СПИДом в Сан-Франциско вначале они составляли более 90%. Если в начале 1981 года говорили о 5 случаях, то летом их насчитывалось уже 116.

Весной 1982 года заболел первый больной гемофилией. Затем количество случаев «новой болезни» при гемофилии стало увеличиваться. Частота регистрация СПИДа среди больных гемофилией быстро нарастала и вызвало небезосновательную тревогу по поводу заражения банка донорской крови, так необходимой гемофиликам. В декабре 1982г. было опубликовано сообщение о случаях СПИДа, связанных с переливанием крови, что позволило сделать предположение о возможности безсимптомного носительства (донором) инфекционного агента.

Пока шли  медицинские дискуссии о причинах развития иммунодепрессивных состояний, появились все новые и новые  сообщения о случаях заболевания. Среди больных оказались наркоманы  обоего пола, не имеющие склонности к гомосексуализму. Некоторые пытались объяснить их иммунодепрессию действием  наркотиков. Действительно, некоторые  наркотики снижают иммунитет, но эта иммунодепрессия не похожа на специфическую для СПИДа.

В январе 1983 г. было сообщено о СПИДе у 2 женщин, состоявших в половой связи с  больными СПИДом, в связи с чем  возникли догадки о возможной  гетеросексуальной передаче болезни. Анализ случаев СПИДа у детей  показал, что дети могут получать агент, вызывающий заболевание (наиболее вероятно, в перинатальном периоде), от инфицированной матери.

Ученые обратили внимание на связи в некоторых  группах заболевших. Так, были описаны  групповые случаи болезни в компании гомосексуалистов, состоявших между  собой в половых связях. Кроме  того, заболел наркоман не гомосексуалист, принимавший наркотики вместе с  этими гомосексуалистами, и любовница  одного из этих лиц (бисексуалиста). Возникло естественное предположение, что заболевание  вызывает инфекционный агент, который  передается при половых сношениях  и с кровью, так как при внутривенном введении наркотиков обычно пользуются одним шприцем, который как правило, не стерилизуют, что и служит причиной заражения наркоманов.

Болезнь продолжала распространяться. Количество выявленных случаев возрастало ежегодно в два раза. Важным наблюдением было обнаружение большого количества случаев болезни среди выходцев с острова Гаити, представителей африканской расы. Среди гаитян не было отмечено зависимости заболевания от склонности к гомосексуализму или внутривенному употреблению наркотиков.

Если среди  больных в США преобладали  мужчины в соотношении 10:1, то на Гаити  число больных женщин было примерно равно числу больных мужчин. Случаи болезни стали регистрировать и  в Европе, где были выявлены больные  африканцы, и также не было зависимости  заболевания от пола и вредных  привычек.

Уже не оставалось сомнений в инфекционной природе  заболевания, так как в течение 1–2 лет СПИД получил эпидемическое  распространение среди различных  групп населения во многих странах  мира. И в 1983 г. практически одновременно во Франции и США от больных СПИДом был выделен вирус — возбудитель. Во Франции вирус был изолирован в Парижском институте Пастера группой профессора Люка Монтанье из лимфотического узла больного СПИДом с выраженной лимфаденопатией, поэтому он получил название «вирус, ассоциированный с лимфаденопатией». В США вирус был выделен группой профессора Роберта Галло из лимфоцитов периферической крови больных СПИДом, а также лиц, обследованных на СПИД по эпидемическим показаниям.. Он был назван «Т-лимфотропным вирусом человека III-го типа». Изолированные во Франции и США штаммы вируса оказались идентичными по морфологии и своим антигенным свойствам. Для обозначения возбудителя СПИДа в 1985 г. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) была принята аббревиатура НТLV -III/ LAV, а с 1987г. HIV (Human immunodeficiency virus) – ВИЧ в русской аббревиатуре.

 

Структура ВИЧ.

Вирус иммунодефицита человека относят к семейству  ретровирусов (Retroviridae), роду лентивирусов (Lentivirus). Капсид вируса, образованный капсидным белком, окружает две копии РНК (вирусный геном) и две копии вирусной обратной транскриптазы. Внутри капсида также находятся копии нуклеокапсидного протеида, связанные с вирусной геномной РНК. Внутри капсида лежат копии еще двух вирусных белков: интегразы и протеазы; протеаза имеется и вне капсида.

Снаружи от капсида расположен матриксный белок. Он лежит на внутренней стороне внешней  оболочки вируса.

Вирус окружен  липидным бислоем, образующимся из мембраны клетки-хозяина в процессе сборки вируса. В липидный бислой погружен и выступает из него наружу трансмембранный  гликопротеид внешней оболочки.

Вирус содержит также несколько макромолекул, заимствованных у клетки-хозяина в ходе сборки и отпочковывания вируса. Некоторые из этих молекул играют ключевую роль в репликации вируса. Вирусный капсид содержит клеточную лизиновую транспортную РНК, которая служит праймером для обратной транскрипции вирусной РНК, осуществляемой вирусной обратной транскриптазой. Вирус содержит несколько белков клетки-хозяина: некоторые находятся внутри вируса, некоторые встроены в его внешнюю оболочку. Среди них - циклофилин А, который непосредственно связан с капсидным белком и, по-видимому, играет важную роль в патогенности вируса. Липидный бислой внешней оболочки вируса образуется из клеточной мембраны, однако по составу отличается от нее, поскольку при формировании вируса некоторым липидам отдается предпочтение, а некоторые, наоборот, исключаются.

 

Жизненный цикл ВИЧ.

Проникновение ВИЧ в клетку начинается со связывания поверхностного гликопротеида с  рецептором CD4 на ее поверхности. Связывание CD4 запускает конформационные изменения в гликопротеиде, что облегчает его взаимодействие с вирусным корецептором, которым обычно служат белки CXCR4 и CCR5. Связывание с корецептором запускает дальнейшие конформационные изменения в гликопротеиде, закрепленном во внешней оболочке вируса. Эти изменения приводят к внедрению белка слияния в клеточную мембрану и образованию особой вытянутой спиральной структуры наподобие шпильки, в результате чего происходит тесное сопоставление и последующее слияние внешней оболочки вируса и клеточной мембраны с высвобождением вирусного капсида в цитоплазму. Такой же процесс слияния используется и некоторыми другими вирусами, в частности он подробно описан у вируса гриппа.

После проникновения  в клетку вирусный капсид подвергается «раздеванию» - неполностью изученному процессу, в результате которого в  цитоплазму высвобождается геномная РНК, связанная с белками, и т-РНК, которая  будет праймером для обратной транскрипции. Обратная транскриптаза  катализирует обратную транскрипцию –  процесс в результате которого на вирусной РНК синтезируется комплементарная  ДНК (кДНК), которая затем проникнет  в ядро и встроится в ДНК  клетки.

ВИЧ может  инфицировать как быстро делящиеся  клетки, так и клетки подвергшиеся конечной дифференцировке, такие как  макрофаги и не делящиеся лимфоциты  CD4. Покоящиеся лимфоциты CD4 могут составлять большую долю клеток организма, а способность ВИЧ заражать их облегчает сохранение его патогенности. Способность вируса реплицироваться в этих клетках связана с возможностью переносо вирусной кДНК и связанных с ней белков к клеточному ядру и проникновению в него. Синтезированная в результате обратной транскрипции кДНК тесно связана с некоторыми вирусными белками (в том числе с интегразой, обратной транскриптазой, матриксным белком, нуклеокапсидным протеидом) и клеточными белками и образует вместе с ними прединтеграционный комплекс. Некоторые компоненты этого комплекса, в частности интеграза, абсолютно необходимы для завершающих этапов репликации вируса. Другие, например клеточные белки, не обязательны, но без них снижается эффективность этих этапов. После обратной транскрипции клеточные микротрубочки транспортируют прединтеграционный комплекс к клеточному ядру. Здесь он взаимодействует с ядерной мембраной и проникает в ядро.

После этого  кДНК встраивается в клеточную ДНК. Вскоре после обратной транскрипции интеграза формирует из вирусной кДНК прединтеграционную форму, удаляя два или три основания и освобождая усеченный 3’-конец. В ядре интеграза разрезает клеточную геномную ДНК, оставляя свободным выступающий 5’-конец. Фермент соединяет концы кДНК и клеточной ДНК, интеграза и клеточные ферменты заполняют пробелы.

После встраивания  в клеточный геном провирус во многом действует как активируемый собственный ген клетки. Транскрипция может идти относительно малыми темпами с образованием небольшого числа транскриптов без быстрого прогрессирования инфекции, либо активно протекать с образованием большого количества РНК и новых вирусов. Описано несколько факторов, регулирующих переход от латентной инфекции к литической. Однако во многом эти процессы остаются не ясными. Сохранение латентной инфекции является важной особенностью патогенеза ВИЧ-инфекции; постоянное наличие больших резервуаров латентно инфицированных клеток является одним из основных препятствий на пути к искоренению ВИЧ-инфекции.

В ходе активной инфекции ВИЧ регулирует экспрессию своих генов на транскрипционном и посттранскрипционном уровнях  и осуществляет ее в три фазы, строго определенным, упорядоченным  во времени образом. В первой фазе образуется лишь небольшое количество полноразмерных транскриптов (считанных  по всей длине РНК). Они остаются в клеточном ядре до тех пор, пока несколько раз не подвергнутся сплайсингу и не экспортируются в цитоплазму. Короткие транскрипты кодируют только регуляторные вирусные белки, которые  во второй фазе вместе с клеточными факторами трансактивируют транскрипцию вирусных генов и приводят к резкому  усилению их экспрессии. В третьей  фазе другой регуляторный вирусный белок  обеспечивает экспорт из ядра не подвергшуюся сплайсингу или подвергшуюся лишь однократному сплайсингу РНК, кодирующую структурные вирусные белки. Полноразмерные транскрипты РНК включаются также в новые вирусы в качестве вирусного генома.

После того, как экспрессия вирусных генов с  раннего этапа переходит на поздний, образуются полноразмерные цепи РНК, которые  поступают в цитоплазму, где используются для трансляции вирусных структурных белков и ферментов. Белки-предшественники Pr55 и Pr160 транслируются на полноразмерной РНК длиной 9 тыс. нуклеотидов.

Структурные компоненты вирусного капсида –  матриксный белок, капсидный белок, нуклеокапсидные протеиды сначала  транслируются в форме белка-предшественника Pr55, который затем расщепляется вирусной протеазой на 4 белка. В ходе созревания вируса белок Pr160 расщепляется на обратную транскриптазу, интегразу и протеазу. Для регуляции соотношения белковых продуктов ВИЧ использует трансляционные механизмы. ВИЧ содержит больше структурных белков, чем ферментов. Чтобы соотношение образующихся белков было оптимальным, вирус должен регулировать трансляцию РНК. Длинная РНК содержит две рамки считывания. Одна рамка считывания кодирует белок-предшественник Pr55. Другая рамка считывания перекрывает первую на 200 нуклеотидов и кодирует полипротеин Pr160. Трансляция первой рамки происходит эффективнее трансляции второй рамки( для этого рибосома должна сдвинуть рамку).