Прионы ("медленные инфекции")

Тип: реферат
Категория: Биология

Скачать

Купить

История открытия медленных инфекций у животных и людей. Классификация прионов и предполагаемый механизм их "размножения". Этиология и пути заражения прионовыми заболеваниями, их потенциальная опасность для человека. Исследования прионов дрожжей.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Прионы

История

Свойства молекул

Молекулярные основы патогенеза

Классификация

Этиология

Пути заражения

Прионы и медицинские инструменты

Прионные заболевания человека

Потенциальная опасность для человека

Исследования прионов дрожжей и других микромицетов

Критика

Литература

Прионы

Приомны (от англ. proteinaceous infectious particles -- белковые заразные частицы) -- особый класс инфекционных агентов, чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (так называемые «медленные инфекции»).

Прионный белок, обладающий аномальной трёхмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный (прионный), присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию. Как правило, прионное состояние белка характеризуется переходом б-спиралей белка в в-слои.

История

Во второй половине XX века врачи столкнулись с необычным заболеванием человека -- постепенно прогрессирующим разрушением головного мозга, происходящим в результате гибели нервных клеток. Это заболевание получило название губчатой энцефалопатии. Похожие симптомы были известны давно, но наблюдались они не у человека, а у животных (скрейпи овец), и долгое время между ними не находили достаточной обоснованной связи.

Открытие прионов тесно связано с историей открытия и становления учения о медленных инфекциях, когда в 1954 г. Б. Сигурдссон (Швеция) изложил результаты своих многолетних исследований массовых заболеваний среди овец, завезенных в 1933 г. из Германии на о. Исландия для развития каракулеводства. Несмотря на явные клинические различия и неодинаковую локализацию повреждений органов и тканей, шведский ученый сумел обнаружить среди изученных им заболеваний принципиальное сходство, которое в современном виде может быть суммировано в виде четырех главных признаков, отличающих медленные инфекции:

- необычно продолжительный (месяцы и годы) инкубационный период;

- медленно прогрессирующий характер течения;

- необычность поражения органов и тканей;

- неизбежность смертельного исхода.

Среди заболеваний овец была подробно исследована давно и хорошо знакомая во многих странах болезнь этих животных, известная под названием «скрэпи», полностью отвечавшая всем четырем характеристикам медленных инфекций.

Три года спустя на о. Новая Гвинея обнаружили и описали новое заболевание среди папуасов-каннибалов, которое известно сегодня под названием «куру». Болезнь носила массовый характер и успешной передачей сначала шимпанзе, а позднее и низшим обезьянам была доказана ее инфекционная природа. Очень скоро было выявлено большое сходство между эпидемиологий, клиническими проявлениями и патоморфологической картиной при куру у человека и при скрэпи у овец, на основании чего стало очевидным, что медленные инфекции могут поражать не только животных, но и людей.

Новый интерес к их изучению возник в 1996 году, когда в Великобритании появилась новая форма заболевания, обозначаемая как «новый вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба (nvCJD)».

Важным событием было распространение «коровьего бешенства» в Великобритании, эпидемия которого была сначала в 1992--1993 годов, а потом и в 2001 году охватила несколько европейских государств, но тем не менее экспорт мяса во многие страны не был прекращён. Заболевание связывают с использованием «прионизированной» костной муки в кормах и премиксах, изготовленной из туш павших или заболевших животных, возможно, и не имевших явных признаков заболевания.

Пути переноса причинного фактора болезни, механизмы проникновения прионов в организм и патогенез заболевания изучены пока недостаточно.

В 1997 г. американскому врачу Стенли Прузинеру была присуждена Нобелевская премия за изучение прионов.

Свойства молекул

Прионовые белки млекопитающих не сходны с прионовыми белками дрожжей по аминокислотной последовательности. Несмотря на это, основные структурные особенности (формирование амилоидных волокон и высокая специфичность, препятствующая передаче прионов от одного вида организмов к другому) у них общие. Вместе с тем, прион, отвечающий за коровье бешенство, обладает способностью передаваться от вида к виду.

Молекулярные основы патогенеза

Предполагаемый механизм «размножения» прионов.

В ходе исследований мозговых тканей умерших от прионных инфекций животных было показано, что прионы не содержат нуклеиновых кислот, а представляют собой белки. Одним из первых охарактеризованных прионных белков стал PrP (от англ. prion-related protein или protease-resistant protein) массой около 35 кДа. Известно, что PrP может существовать в двух конформациях -- «здоровой» -- PrPC, которую он имеет в нормальных клетках (C -- от английского cellular -- «клеточный»), в которой преобладают альфа-спирали, и «патологической» -- PrPSc, собственно прионной (Sc- от scrapie), для которой характерно наличие большого количества бета-тяжей. При попадании в здоровую клетку, PrPSc катализирует переход клеточного PrPC в прионную конформацию. Накопление прионного белка сопровождается его агрегацией, образованием высокоупорядоченных фибрил (амилоидов), что в конце концов приводит к гибели клетки. Высвободившийся прион, по-видимому, оказывается способен проникать в соседние клетки, также вызывая их гибель.

Функции белка PrPC в здоровой клетке -- поддержание качества миелиновой оболочки, которая в отсутствии этого белка постепенно истончается. В норме белок PrPC ассоциирован с клеточной мембраной, гликозилирован остатком сиаловой кислоты. Он может совершать циклические переходы внутрь клетки и обратно на поверхность в ходе эндо- и экзоцитоза. Один такой цикл длится около часа. В эндоцитозном пузырьке или на поверхности клетки молекула PrPC может разрезаться протеазами на две примерно равные части.

До конца механизм спонтанного возникновения прионных инфекций не ясен. Считается (но ещё не полностью доказано), что прионы образуются в результате ошибок в биосинтезе белков. Мутации генов, кодирующих прионный белок (PrP), ошибки трансляции, процессы протеолиза -- считаются главными кандидатами на механизм возникновения прионов. Согласно недавно проведённым исследованиям прионы способны к дарвиновской эволюции за счёт действия естественного отбора.

Есть данные, дающее основание считать, что прионы являются не только инфекционными агентами, но и имеют функции в нормальных биопроцессах. Так, например, существует гипотеза, что через прионы осуществляется механизм генетически обусловленного стохастического старения.

Классификация

Прионы млекопитающих -- возбудители губчатой энцефалопатии
ICTVdb Code	Заболевание	Носитель	Название приона	PrP изоформа
90.001.0.01.001.	Скрейпи	Овцы и козы	Прион скрейпи	OvPrPSc
90.001.0.01.002.	Трансмиссивная энцефаломиопатия норок (ТЭН)	Норки	Прион ТЭН	MkPrPSc
90.001.0.01.003.	Chronic wasting disease (CWD)	Олени и лоси	CWD прион	MDePrPSc
90.001.0.01.004.	Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭКРС)	Коровы	Прион ГЭКРС	BovPrPSc
90.001.0.01.005.	Губчатая энцефалопатия кошачьих (ГЭК)	Кошки	Прион ГЭК	FePrPSc
90.001.0.01.006.	Губчатая энцефалопатия экзотических копытных (EUE)	Антилопы и большой куду	EUE прион	NyaPrPSc
90.001.0.01.007.	Куру	Люди	Другие файлы: Медленные инфекции. Возбудители медленных инфекций – прионы Инфекционные заболевания, преимущественно поражающие центральную нервную систему человека. Общая характеристика медленных инфекций. Факторы, обуславли... Лекция по микробиологии: медленные инфекции Вирусы эволюционируют в сторону равновесия между вирусным и человеческим геномами. Если бы все вирусы были высоковирулентны то создавался бы биологиче... Медленные вирусные инфекции. ВИЧ-инфекция. СПИД Классификация форм взаимодействия вируса с организмом. Этапы изучения и распространения ВИЧ. Симптоматика и патогенез ВИЧ–инфекции, группы риска, мето... СПИД - история заболевания и его проблематика Тема работы – заболевание СПИД. История болезни. Характеристика вируса иммунодефицита. Медленные вирусы. Причины эпидемии СПИД. Патогенез ВИЧ-инфекции... Лекция по микробиологии Вирусы эволюционируют в сторону равновесия между вирусным и человеческим геномами. Если бы все вирусы были высоковирулентны то создавался бы биологиче...