Захворювання рослин, тварин і людини, вірусна природа яких у даний час установлена, у протягом багатьох сторіч завдавали шкоди сільському господарству і шкода здоров'ю людини.
Багато з них були описані дуже давно, але спроби встановити їхню причину і виявити збудника залишалися безуспішними. Першу вакцину для попередження вірусної інфекції-віспи запропонував англійський лікар Е. Дженнер в 1796 р майже за сто років до відкриття вірусів. Він вперше здійснив мрію людства: приборкати одну з найстрашніших хвороб людини - натуральну віспу за допомогою вакцинації - штучної щеплення збудника коров'ячої віспи. Друга вакцина - проти сказу була запропонована засновником мікробіології Л. Пастером в 1885 р за сім років до відкриття вірусів.
Відкриття вірусів належить російському вченому-ботаніку - Д. І. Іванівському (1864-1920).
На прикладі мозаїчної хвороби тютюну він довів існування нового типу збудника хвороби. Вивчаючи цю хворобу, Д. І. Івановський приходить до висновку, що збудник має незвичайну природу: фільтрується через бактеріальні фільтри, зберігає інфекційні властивості, невидимий під мікроскопом і нездатний рости на штучних середовищах. Він назвав новий тип збудника «фільтрівні бактерії».
У 1897 р Ф. Леффлер і П. Фрош, використовуючи принцип фільтрації, застосований Д. І. Івановського, показали, що збудник ящуру тварин - вірус. Потім було відкриття збудників чуми великої рогатої худоби, чуми собак, саркоми Роуса та інших хвороб тварин. У 1915 р Ф. Ту орт і в 1917 р Ф. д'Ерелль відкрили віруси бактерій - бактеріофаги. З'являлися численні повідомлення про вірусну природу кору, поліомієліту, грипу, енцефаліту і т. Д.
Після відкриття і розвитку уявлень про фільтруються збудників їх стали називати «ультравіруси», пізніше - «фільтрівними вірусами» і, нарешті, з початку 1940-х років - просто «вірусами». Таким чином, вже в другому десятилітті XX в. стали відомі віруси рослин, тварин, бактерій і людини.
У потоці новин про віруси були і затишшя, що тривали до тих пір, поки не з'явилися нові методи їх виділення, культивування та ідентифікації. У 30-40-х роках XX ст. основний експериментальною моделлю були лабораторні тварини, чутливі до обмеженої кількості вірусів. У 40-і роки в вірусологію в якості експериментальної моделі входять країни, що розвиваються курячі ембріони, які дозволили відкрити і культивувати багато нових вірусів: кору, інфекційного ларинготрахеїту птахів, віспи птахів, ньюкаслської хвороби та ін. Використання цієї моделі стало можливим завдяки дослідженням австралійського вірусолога і імунолога Ф. М. Бернета і американського вірусолога А. Херші.
Справжнє революційна подія в вірусології - відкриття можливості культивувати клітини в штучних умовах. У 1952 р Д. Ендерс, Т. Уеллер, Ф. Роббінс отримали Нобелівську премію за розробку методу культури клітин. Використання культури клітин є ефективним методом для виділення численних нових вірусів, їх ідентифікації, клонування, вивчення їх взаємодії з клітиною.
У міру досягнення успіхів у створенні нових методів дослідження розширювалося уявлення про світ вірусів, їх природу, характер взаємодії з чутливими клітинами організму, особливості противірусного імунітету, екології ряду вірусів, їх ролі в онкогенних процесах і еволюції ряду вірусних хвороб людини і тварин.
З часу відкриття вірусів по теперішній час уявлення про природу вірусів зазнали значних змін. У міру вивчення природи вірусів в 50-х роках після їх відкриття формувалися уявлення про віруси яка про дрібні організми на підставі наявності у них властивостей, характерних для інших організмів: 1) віруси здатні до розмноження; 2) вони мають спадкоємність, відтворюючи собі подібних. Спадкові ознаки вірусів можна враховувати по спектрі ними господарів і симптомів захворювань і специфічності імунних реакцій. Сума цих ознак дозволяє визначити спадкові властивості вірусу; 3) віруси мають мінливістю; 4) як інші організми, вони характеризуються пристосованістю до умов зовнішнього середовища - через організм хазяїна; 5) віруси еволюціонують, і рушійний силою їх еволюції є природний добір.
На прикладі вірусу грипу А можна простежити еволюцію, темпи якої вимірюються мільйонами і навіть не тисячами років, а небагатьма роками. Незначні зміни його антигенної структури відбуваються щорічно, а різкі зміни антигенів - 1 раз в 10-15 років. Подібних темпів природної еволюції не знає жодна група інших організмів.
Головним чинником природного відбору в цьому процесі є штучний відбір, застосовуваний для виведення цінних порід тварин і сортів рослин. Класичним прикладом штучного відбору є роботи J1. Пастера по отриманню вакцинного штаму - фікс-вірусу сказу, а також розробка живих вакцин проти чуми великої рогатої худоби, чуми свиней, поліомієліту та інших хвороб.
На рубежі середини XX в. вихід природничих наук на молекулярний рівень стимулював подальший розвиток вірусології, імунології, генетики. Створення електронного мікроскопа зробило видатним світ вірусів і макромолекулярних сполук. Використання молекулярних методів у вірусології дозволило встановити будова (архітектуру) вірусних індивідуумів - віріонів (термін введений французьким мікробіологом А. Львовим), способи проникнення вірусів в клітину і їх репродукцію. Дослідження показали, що генетичне речовина вірусів - ДНК або РНК. Нуклеїнові кислоти вірусів укладені в футляр-капсид з білкових молекул, у складних вірусів можуть бути зовнішні оболонки (суперкапсідние), що складаються з білків, вуглеводів і ліпідів.
З розвитком досліджень молекулярної біології вірусів стали накопичуватися факти, що суперечать уявленню про віруси яка мікроорганізмах за наступними унікальним властивостям:
- наявність в вирионах як генетичного матеріалу однієї з двох нуклеїнових кислот (ДНК або РНК), які можуть бути різної форми (лінійні, спіральні, кільцеві, одне - і двухцепочние, фрагментовані, роз'єднані);
- відсутність у вірусів власних білок-які синтезують (рибосом) і енергетичних систем;
- рівень паразитизму у вірусів інший, ніж у бактерій або найпростіших. На відміну від внутрішньоклітинного паразитизму останніх паразитизм вірусів генетичний (конкуренція вірусного і клітинних геномів). Яскравий приклад генетичного паразитизму - здатність ряду вірусів інтегрувати (об'єднуватися) з клітинним геномом. В цьому випадку вірусні гени позначаються як провірус (помірні ДНК-містять фаги, онкогенні ДНК-віруси, вірус гепатиту В, ретровіруси). Пол впливом різних факторів (УФЛ, обробка гормонами і т. Д.) Вірусна ДНК може «вирізатися» і існувати автономно, даючи вірусне потомство;
- віруси розмножуються тільки в живих клітинах (в клітинах тварини, людини, в курячих ембріонах, культурах клітин);
- до унікальній властивості вірусу відноситься його спосіб розмноження, який різко відрізняється від розмноження всіх інших клітин і організмів (бінарне поділ, брунькування та ін.). Спосіб розмноження вірусів - діс'юнктівний (роз'єднаний). На цьому наголошує роз'єднаність в просторі (на території клітини) і часу синтезу вірусних компонентів (нуклеїнових кислот і білків) з наступною збіркою і формування віріонів. У вірусів немає обміну речовин.
До вірусів примикають віроїди-агенти, відкриті Т. О. дайнеру в 1972 р викликають захворювання деяких рослин і здатні передаватися як звичайні інфекційні віруси. Віроїди - це порівняно невеликі молекули РНК (300-400 нуклеотидів), позбавлені білкової оболонки. Механізм реплікації віроідов не цілком ясний.
Багато років вважали, що деякі повільні інфекції у людини (Куру, хвороба Крейтцфельлта-Якоба, синдром Герстманна-Штрейусслера-Шейнкера і ін.) І тварин (енцефалопатія у великої рогатої худоби, норок і ін.) Викликають віруси. Однак виявилося, що причиною цих хвороб є новий патогенний агент - пріон, відкритий на початку 80-х років XX ст. американським біохіміком Стенлі Прузінер.
Незважаючи на багаторічне розвиток вчення про віруси, до сих пір немає загальноприйнятого визначення їх. Визначення «віруси» кілька довільно, і в різний час було запропоновано багато його варіантів.
Віруси є неклітинні формами життя. Мабуть, віруси можна розглядати як біологічні освіти, що несуть генетичну інформацію, яку вони реалізують тільки в живих клітинах людини, тварин і рослин.
Згідно з другою гіпотези віруси - нащадки давніх, доклітинних форм життя. Цю гіпотезу більшість дослідників також не поділяють.
Гіпотезу ендогенного походження вірусів підтримують найбільшу кількість вірусологів. Вона передбачає, що віруси походять від генетичних елементів клітин ( «оскаженілих генів»), що стали автономними. Ймовірно, віруси виникли і еволюціонували разом з виникненням і еволюцією клітинних форм життя.
Значення вірусів у нашому житті дуже велике. З одного боку, це етіологічні агенти більшості інфекційних хвороб людини, тварин і рослин; з іншого - віруси, завдяки відносній простоті їх будови, є чудовою біологічної моделлю для вирішення фундаментальних проблем біології, генетики, біохімії, імунології, генної інженерії. «Віруси дають нам єдиний ключ до розуміння функції нуклеїнових кислот, а можливо, і до розуміння природи самого життя».
У 1974 р В. М. Жданов висловив гіпотезу, згідно з якою віруси - важливий фактор еволюції органічного світу. Долаючи видові бар'єри, віруси можуть переносити окремі гени або їх групи, а інтеграція вірусної ДНК з хромосомами клітин може призводити до того, що вірусні гени стають клітинними генами, які виконують важливі функції.
Чому вірусологія, яка зародилася в надрах мікробіології, за останні роки досягла такого стрімкого успіху, ставши однією з провідних і профілюючих дисциплін медико-біологічної і ветеринарних наук? Цьому сприяла низка обставин.
По-перше, у міру скорочення ролі бактерій, найпростіших і грибів в інфекційній патології людини і тварин, для лікування і профілактики яких є надійні біологічні та хіміотерапевтичні препарати, роль вірусів зросла. Проти багатьох вірусних хвороб ні медична, ні ветеринарна наука ще не створила подібних препаратів. Так, до цих пір не вирішені проблеми з такими хворобами, як грип, сказ, ящур та ін.
По-друге, можливість використання вірусів в якості біологічної моделі. Таким чином, багато фундаментальних відкриттів в області біології були зроблені завдяки вірусам (механізм реплікації ДНК, механізм синтезу білка і ін.).
По-третє, встановлено, що в широко поширених респіраторно-кишкових хворобах молодняку, що завдають величезних економічних збитків, велику роль відіграють віруси з різних таксономічних груп (адено-, рота-, корона, параміксовіруси, віруси діареї та ін.). Виявилося, що при появі спалахів цих захворювань тісно взаємодіють різні віруси, бактерії, хламідії і стресові фактори.
По-четверте, окремі види патології (вроджені каліцтва, пороки розвитку та ін.), Де роль вірусів навіть не підозрювали, виявилися вірусологічними. У медицині відомо, що віруси є однією з причин внутрішньоутробної патології людини (вірус краснухи, грипу, аденовіруси та ін.). На жаль, у ветеринарній вірусології ця проблема не привернула належної уваги. Хоча тератогенну дію вірусів спостерігається і в інфекційній патології тварин: вірус чуми свиней часто викликає мертвонародження і муміфікацію плодів; вірус діареї великої рогатої худоби - гіпоплазію мозочка новонароджених телят; вірус інфекційного бронхіту курей - патологічну форму яєць; вірус інфекційного ринотрахеїту - пороки розвитку, сліпоту у телят.
Встановлено роль вірусів у виникненні деяких хронічних захворювань. Накопичуються відомості про роль вірусів при гострих серцево-судинних захворюваннях, захворюваннях нирок, підшлункової залози, очей і т. Д. Тільки різнобічні дослідження можуть служити основою для судження про роль вірусів в хворобах з неясною етіологією, які до сих пір вивчають лікарі-неінфекціоністи.
Дуже важливий як з епідеміологічної, так і епізоотологіческой точки зору факт міграції людських штамів вірусу грипу в тваринний світ. Віруси грипу вислизають від дії імунної системи організму за рахунок швидкої зміни своїх антигенних детермінант. Це ускладнює проведення своєчасних ефективних специфічних методів профілактики. На жаль, проблема грипу досі залишається дуже актуальною.
І нарешті, накопичилися незаперечні докази того, що багато пухлинні хвороби викликають віруси (лейкоз птахів, великої рогатої худоби, хвороба Марека і ін.). З'ясування причин виникнення злоякісних захворювань людини, від яких у всьому світі щодня гинуть мільйони людей, залишається однією з найважливіших проблем сучасної біології і медицини.
Поділіться посиланням з друзями