Страница: 3/10
Прионы устойчивы к кипячению в течение 30-60 мин, высушиванию до 2 лет, замораживанию в 3 раза больше, чем известные вирусы, химической обработке спиртами, формальдегидом, кислотами, к УФ-облучению, гамма-излучению, гидролизу ферментами. Наиболее эффективные воздействия оказываются в дозах, которые денатурируют практически все белки. Иначе говоря, из всего живого прион погибает последним.
PrP-с входит в состав наружных клеточных мембран, связан с внешней поверхностью клеток якорем гликолипида и участвует в эндоцитозе и катаболизме клеток. Несмотря на то, что самый высокий уровень концентрации PrP выявлен в нейронах, его могут синтезировать и многие другие клетки организма. Роль нормального прион-протеина (PrP) у здоровых индивидуумов еще до конца неизвестна. Прион-протеин необходим для нормальной синаптической функции. Предполагается, что прионы принимают участие в межклеточном узнавании и клеточной активации. Некоторые считают, что их функцией является подавление возрастных процессов и поэтому прионовые болезни сходны по своим клиническим и морфологическим характеристикам с геронтологическими заболеваниями.
Установлено также, что клеточный прионный белок поддерживает так называемые "циркадианные ритмы" (от латинских слов "circa" - около и "dies" - день), то есть околосуточные ритмы активности и покоя в клетках, тканях, органах и в организме в целом. Те, кто совершал дальние перелеты (например, из Москвы на Дальний Восток или в Вашингтон), хорошо знают: перелетев из одного часового пояса в другой, трудно войти в новый ритм. Клеточный прионный белок играет роль своеобразного успокоителя, с определенной (околосуточной) периодичностью тормозя активность клеток, тканей и организма в целом. В этом нетрудно убедиться, если искусственным образом (такие опыты уже есть) снизить или вовсе лишить, к примеру, мышку, способности вырабатывать в организме нормальный прионный белок. Спустя некоторое время, у нее резко сокращается период сна, а затем животное и вовсе погибает от развившейся бессонницы.
Прион-протеин (PrP) существует в двух формах:
в виде нормальной, неинфекционной формы, которая встречается в головном мозге как в норме, так и у инфицированных больных. Эта форма обозначается как клеточный прион-протеин, или PrPc;
изоформа, или PrP-Sc (от "scrapie" — болезнь овец), которая является патологической, инфекционной формой и накапливается в головном мозге только у больных людей и животных, страдающих губкообразной трансмиссивной энцефалопатией.
Классификация. В настоящее время у человека известны две группы заболеваний, вызываемых прионами:
губкообразные трансмиссивные энцефалопатии;
губкообразный миозит с прион-ассоциированными включениями.
Наиболее изученными на сегодняшний день являются губкообразные трансмиссивные энцефалопатии.
Патогенез прионовых энцефалопатий.
Исходя из установленного факта, что прионовые болезни уникальны с генетической и инфекционной точки зрения, Прюзинер предложил в 1991г. современную концепцию патогенеза губкообразных трансмиссивных энцефалопатий. Суть ее состоит в том, что человек может быть инфицирован прионами двумя способами:
наследственная передача по Менделю (аутосомно-доминантный тип наследования). Однако это не prima facie наследование, а последовательное через предварительную генную ауторепликацию инфекционного агента
трансмиссия инфекционного агента алиментарным или ятрогенным путем.
Прионовые заболевания являются одновременно и инфекционными, и наследственными болезнями. Они могут быть и спорадическими в том смысле, что имеются случаи, в которых не выявляют никакого известного фактора риска, хотя наиболее вероятно, что инфекция была приобретена одним из двух ранее указанных способов. Исходя из современных знаний, трансмиссия прионовых энцефалопатий определяется тремя факторами: дозой инфекта, путем инфицирования, видовым барьером.
Доза инфекционного агента, полученная хозяином, зависит от количества ткани инфекта и его вирулентной способности (инфекционный титр). Но необходимо всегда помнить, что при повторной экспозиции обязательно существует риск кумулятивного эффекта.
Путь инфицирования прионами играет важную роль в развитии заболевания и имеет свою определенную иерархию. По степени значимости пути инфицирования можно распределить в такой последовательности:
интрацеребральный
интравенозный
интраперитонеальный
подкожный
оральный
В качестве примера зависимости от дозы и пути поступления инфекта служат эксперименты, которые показали, что доза, необходимая для заражения прионами мышей при оральном пути должна быть в 200 000 раз выше, чем при интрацеребральном.
При попадании инфекционного прионного белка в здоровый организм в нем начинается следующее (рис.3): в результате соединения одной молекулы инфекционного прионного белка (РrРSс) с одной молекулой клеточного (нормального) прионного белка (РrРС) в молекуле последнего происходят пространственные изменения. А именно: две из четырех спирально завитых структур в молекуле клеточного прионного белка (А) вытягиваются. Именно это пространственное изменение приводит к тому, что молекула такого белка становится инфекционной: РrРSс + РrРС = 2 РrРSс и так далее...
рис.3. Размножение прионов в клетках
Таким образом, в отличие от всех известных инфекционных агентов, инфекционный прионный белок не синтезируется заново, а накапливается исключительно за счет превращения нормального клеточного белка в инфекционный.
Видовой барьер.
Трансмиссия прионовых губкообразных энцефалитов у лабораторных и диких животных длительное время является предметом многочисленных исследований. Замечено, что при первом проявлении болезни у определенного вида животных время инкубации очень длительное, тогда как после первого же пассажа новому хозяину в пределах этого же вида, оно сокращается. В последующих пассажах оно уменьшается еще больше до тех пор, пока не достигнет стабильного периода, характерного для данного вида. Эта устойчивость к прионовой инфекции у различных видов получила название "видовой барьер". Установлено, что для преодоления видового барьера и распространения заражения внутри самого вида необходимы очень высокие дозы инфекта. Однако исследователи обратили внимание на тот факт, что при одинаковой дозе инфекта трансмиссивность подострых губкообразных энцефалитов в одних случаях (например, скрепи овец) зависит от источников агента, а в других — сразу и от вида донора, и от вида реципиента.
Обнаружено, что при различных способах введения патологических прионов через различные периферические пути, включая брюшную полость, желудок, инфекционный агент сначала появляется в клетках лимфоретикулярной системы миндалин, тимуса, лимфатических узлов и, особенно, селезенки. В первую очередь инфект определяется в B-клеточных зонах.
Авторы показали, что дифференцированные B-лимфоциты принимают участие в нейроинвазии прионов. Это, по их мнению, может иметь значение для предупреждения болезни и использовано в терапевтических целях.
При алиментарном заражении прионы в Пейеровых бляшках тонкой кишки проникают через клеточные мембраны во внутренние структуры лимфоидных клеток, откуда в дальнейшем они попадают в другие органы иммунной системы: лимфоузлы, селезенку, миндалины и др. В этих органах возможна частичная репликация прионов. Предполагается, что дендритные клетки являются пермиссивными для периферической репродукции прионов. Из органов иммуногенеза прионы по нервам достигают ближайших аксонов. В области аксона может происходить их значительная репликация. При достижении критической концентрации прионы продвигаются по направлению к спинному, а затем головному мозгу.
После подкожного заражения грызунов прионы выделяются из селезенки (1-я неделя после заражения), из селезенки и лимфатических узлов (5-13-я неделя), из спинного мозга (13-17-я неделя) и из головного мозга (17-19-я неделя). Установлено, что патологические изменения в мозге появляются на 25-й неделе, а клинические проявления начинают регистрироваться с 34-й недели. Все пораженные органы содержат до 10 млн. инфекционных единиц на 1 г, однако в них, за исключением головного мозга, не обнаруживается никаких патологических изменений. По некоторым данным, максимум инфекционности достигается к 40-му дню, т.е. задолго до клинического заболевания у внешне совершенно здорового животного, когда еще нельзя распознать болезнь и принять меры по профилактике и лечению. Из этого обстоятельства вытекают трудности ранней диагностики и опасность передачи инфекции с продуктами питания.
Экспериментально доказано, что репликация прионового агента может происходить как в нейронах, так и в глиальных элементах. Некоторые авторы считают, что астроциты и другие глиальные клетки, возможно, играют ключевую роль в патогенезе прионовой инфекции. Это подтверждается высоким уровнем цитокинов на поздней стадии заболевания. К тому же на линейных мышах, у которых инфицированы были только глиальные клетки, получена морфологическая картина губкообразной энцефалопатии.
Инфицированность органов иммуногенеза подразумевает перенос инфекционного агента с кровью. Однако ни в инкубационном периоде, ни в преклинической стадии, ни даже в разгар болезни пока не находят биологических сдвигов в периферической крови.
Реферат опубликован: 15/06/2005 (20860 прочтено)