Вход

Коровье бешенство

Реферат по биологии
Дата добавления: 14 сентября 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 327 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Но откуда вообще взялась эта напасть ? Ведь раньше коровье бешенство было экзотикой , болез нь Кройцфельдта - Якоба почти не встречалась , а теперь в одной только Великобритании зарегистрировано 177 тысяч случаев коровьего беше нства , от болезни Кройцфельдта - Якоба скончали сь 88 человек ! Многие люди име ют представление , будто мы живём в н екоем зафиксированном мире . На самом же де ле мы живём в мире , который постоянно изменяется . Эволюция вирусов , эволюция бактерий , эволюция всего Того , что может вызывать патологические состояния , происходит постоянно . Эволюционирует вирус СПИД А , то есть постоянно появляются его новые формы , мут ации . Эволюционирует вирус гриппа . И поэтому неудивительно , что то , что происходит сейчас с болезнью бешенства коров , – это то же случай такой эволюции , но эволюции не без вмешательства человека . Но это не означает , что были некие лаборато рии , которые создали прионы как оружие и потом пытались его использовать , – это полный абсурд . Что скорее всего произошло – что люди начали использовать продукты животного проис хождения для скармливания самим же животным , ч то является совершенно противоестестве нным : как все мы знаем , коровы – это травоядные . Но для Того , чтобы коровы были более мясистыми и , соответственно , коммер чески более выгодными , им начали скармливать пищу , которая содержит много белков . Эта пища произ в одится из таких ж е коров или других животных . Таким образом , в пищу стали попадать вещи , которые в ходе нормальной эволюции никогда в пищу коров не попадали . Скорее всего , когда - то , на каком - то этапе , какая - то из коров – или какое - то другое животн о е – заболели болезнью бешенства коров . Ясно , что если существуют болезни , которые вызываются прионами , то они могл и возникнуть и среди коров . Но если бы эта корова не была использована для Того , чтобы из неё делать корм для дру гой коровы , и не попала бы е й в пищу , то проблема развития болезн и не возникла бы , потому что – как и в случае людоедов , которых открыл Гай душек , – для Того , чтобы заразиться этой болезнью , нужно съесть больное животное и ли поражённый болезнью орган больного животно го . Что и произошл о . И болезнь бешенства коров стала распространяться потому , что коровам стали скармливать продукты ж ивотного происхождения , в том числе и те , что уже были заражены болезнью бешенства коров . Откуда взялась эпидемия Почему же редкая болезнь вдр уг приняла хар актер коровьей эпидемии ? Примерно восемь лет назад ученые высказали предположение , что основной источник заражен ия крупного рогатого скота в Англии - мясо костная мука , получаемая из туш овец (сред и которых были и животные , больные скрейпи ) и добавляемая в корма . Правда , костную муку добавляли в коровий рацион и 50 лет назад , а эпидемия коровьего бешенст ва разразилась лишь недавно . Все дело в том , что 15 лет назад в Великобритании бы ла изменена технология переработки туш овец на костную муку - опущены некот о рые стадии высокотемпературной обработки . В результате этого возбудитель сохранил свою активность и коровы массово заболели губ чатообразной энцефалопатией . Скорее всего , коровье бешенство передается через корм , а не от одного животного к другому непосредс т венно . Поэтому в стаде иногда болеют всего лишь одна - две коровы . Но велика вероятность Того , что болезнь пере дается коровьему потомству - от родителей к детям . Любая из перечисленных болезней может иметь три варианта возникновения : а ) инфекционный (уже упомянутый ), б ) наследственный , в ) спорадически й , то есть появление , казалось бы , без видимых причин , когда не просматривается ни наследственной предрасположенности , ни инфекции. Оказывается , очень даже бывают . Дело в том , что в индустриально развитой З ападной Европе для откорма скота испо льзуют так называемые белковые добавки . Один американский ветеринар утверждал , что эти добавки изготавливают из мяса погибших и издохших от болезней животных и птиц . П ричем дохлых "домашних любимцев " перерабатывают вме с те с противоблошиными ошейника ми , испортившееся мясо из супермаркетов - с полиэтиленовой упаковкой . (Из этой же массы , кстати , изготавливают и расхваленные рекламо й корма для собак и кошек .) Получается , что буренок кормят продуктом , в котором с одержится м я со их родичей . "Прионо вый бунт " в организме коровы - каннибала пр иводит к возникновению инфекции губчатого энцефалита , которая опасна и для человека , стоящего следом за коровой в пищевой цепочке. Что скорее все го произошло - что люди начали использовать пр одукты животного происхождения для с кармливания самим же животным , что является совершенно противоестественным : как все мы знаем , коровы - это травоядные . Но для Того , чтобы коровы были более мясистыми и , соответственно , коммерчески более выгодными , им на ч али скармливать пищу , которая содержит много белков . Эта пища производитс я из таких же коров или других животн ых . Таким образом , в пищу стали попадать вещи , которые в ходе нормальной эволюции никогда в пищу коров не попадали . Хорошие и плохие прионы Тут требуется небольшое пояснение : м олекулы белка , представляющие собой , как извес тно , длинные цепочки из остатков аминокислот , имеют и вполне определённую пространственну ю организацию . Поэтому , характеризуя белок , учё ные говорят о его первичной , вторичной , т р етичной , а в отдельных случаях и о четвертичной структурах . Первичная стру ктура белка отражает его аминокислотную после довательность , т . е . порядок чередования аминок ислотных остатков в молекуле . Вторичная структура белка отражает конфор мацию молекулы , т. е . способ её скручи вания в пространстве . Одна из наиболее рас пространённых моделей – спираль . Третичная структура белка отражает трехме рную конфигурацию уже скрученной молекулы в пространстве . Скажем , та же самая спираль , но ещё и изогнутая . Ну , а четве ртичная структура белка образуется за счет взаимодействия между разными молекулами и характерна лишь для некоторых белков , например гемоглобина . Каждый белок имеет свою постоянную не изменную структуру , по которой клетка его идентифицирует . Это своего рода пароль , к люч к замку . Любой белок с незнакомой клетке структурой является для неё чужеродным и подлежащим инактивации . Так что же делают прионы ? Проф ессор Тараховский поясняет Прионы способны перевод ить белок из конформации обычно й в конформацию необычную , которая клеткой восприни мается как нечто чужеродное , и клетка пыта ется этот белок уничтожить , превратить в н ечто такое , что не может быть использовано клеткой , и этот белок становится нераство римым . То есть он превращается в как и е - то частички , и эти частичк и образуют нити , или тяжи , которые не и меют практически уже никакой функции – т ой , что выполняли эти белки . Они просто заполняют клеточное пространство . То есть с точки зрения клетки она выполнила свою функцию , потому что она инактивирова ла белок неправильной конформации . Но для клетки эта инактивация имеет чудовищные после дствия , потому что эти нефункциональные белки , накапливаясь в клетке , её практически уб ивают . И многие клетки , содержащие эти бел ки , погибают . Ужас заключае т ся в том , что эти прионы обладают способностью , связываясь с белками , переводить их в т акую конформацию , которая потом не возвращает ся назад . Таким образом , это практически н еобратимый процесс. Впрочем , такой трансформации подвер га ются не все белки подряд , а лишь те же прионы . Дело в том , что ген , кодирующий первичную с труктуру прионов , то есть определяющий свойст венную им последовательность аминокислот , найден не только у всех людей , но и вооб ще у всех млекопитающих и даже у неко торых птиц . Это значит , что в приро де существуют как минимум две формы соотв етствующего белка – нормальная , всегда прису тствующая в организме людей и животных , и патогенная , которая , собственно , и именуется прионом . Сам тер мин " прион " - это сокращение сл овосочетания "infectious protein", то есть "инфекционный белок " . Больше всего прионных белков в моз ге , гораздо меньше – в лёгких , кишечнике , селезёнке , ещё меньше – в мышцах . По ка прионный белок находится в обычной фор ме – она именуется альфа - конформацие й , – он хоро шо растворяется в биологических жидкостях и способен выполнять свойственную ему функцию – правда , учёные пока не знают , какую именно . Однако изредка и по неизвестным пока причинам этот белок принимает иную , аномальную форму – её называют бета - конформацией , – образует нерастворимые агрегаты и выступает как чужеродное и вредное для организма тело , в конечном счёте разрушая работу всей нервной системы . Прион - это обы чный белок . Он есть у каждого из нас на поверхности нервных клеток . В своем нор мальном состоянии его молекула скручен а определенным образом . По какой - то причи не она может раскрутиться и приобрести "не правильную " пространственную конфигурацию . "Неправильн ые " распрямленные молекулы прионов легко скле иваются друг с другом , на нервной клетке образуются белковые бляшки , и о на погибает . На месте погибшей нервной кле тки образуется пустота - вакуоль , заполненная ж идкостью . Постепенно весь мозг превращается в дырчатую субстанцию , похожую на губку , и человек или животное погибает . Пути перен оса генетической информации в клетке обобщает предложенная Ф . Криком так называемая центральная догма молекулярно й биологии (рис . 1) [3]. Основной путь переноса : от генов - дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК ), способной к самовоспроизведению , - к рибонук л еиновой кислоте (РНК ), иногда спос обной к самовоспроизведению , и , наконец , - к белкам . На этом этапе заканчивается путь п ереноса информации . Она не возвращается к нуклеиновым кислотам , а белки не способны к самовоспроизведению . До последнего времени счита л ось аксиомой , что чередование аминокислотных остатков в полипептидных цепях , то есть первичная структура белков , одно значно определяет характер их складывания и тем самым функциональную активность [4, 5]. Эти представления были поколеблены в значительной с тепени благодаря исследованиям , о которых пойдет речь дальше. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕ ТИКА ПРИОНОВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Инфекционное начало оказалось ассоциированны м именно с упомянутыми белковыми образованиям и головного или спинного мозга . При этом белок - прион (РгР Sc) из этих выс окомолекулярных агрегатов и растворимый неинфекц ионный белок (РгР C) здоровых особей имеют о динаковую первичную структуру , то есть одинак овую аминокислотную последовательность , но различ аются по вторичной и третичной структуре , то есть харак т ером укладки полипе птидной цепи (рис . 2). В белке РгР Sc обнаруживается существенно больше так называе мых B - слоев - около 43 % (в РгР C - 3 %) - и несколько уменьшается количество (43 - 34 %) так называемых a - спир алей . При этом инфекционный белок , образ ующий уже упомянутые амилоидные тяжи , оказывается более кислотоустойчивым , термоустойчивым и более устойчивым к протеолизу , нежели его клеточный гомолог РгР C. Оказалось , что инфекционный белок возникает путем модификац ии своей структуры из обычного клеточ н ого белка и при этом приобретает свойство инфекционности [8]. На рис . 3 показана структура этого гена (PRNP) человека . Сверху - извес тные варианты нормального полиморфизма , то ес ть аминокислотные замены , не приводящие к заболеванию . Внизу - мутационные за м ены , приводящие к нейродегенеративным заболеваниям [8]. Особый интерес представляет начальный конец гена и соответственно так называемый N - те рминальный конец белка . Здесь закодированы пя ть повторов из восьми аминокислот . Уменьшение числа повторов на оди н не с опровождается патологическими последствиями , в то время как увеличение числа повторов (изве стны варианты вплоть до 12 повторов ) приводит к одной из наследственных форм заболевания [8]. Следовательно , эти повторы играют существен ную роль в организации структуры б елка и каким - то образом влияют на воз можность его превращения в инфекционную форму .Итак , наследственные варианты заболевания - резуль тат мутационного изменения первичной структуры белка , облегчающего превращение его в прион и далее - превращен ие всех вновь синтезируемых полипептидов в прионную , патогенн ую и инфекционную форму . Спорадическая форма заболевания - спонтанное изменение характера укладки полипептидной цепи , превращающее клеточны й белок в прион , а далее - опять же превращение всех вно вь синтезируемых полипептидов в п рионную , то есть инфекционную и патогенную , форму . Здесь очень важно отметить , что п ри одной и той же первичной структуре , то есть одной и той же аминокислотной последовательности , без всяких изменений код ирующего гена мож е т возникнуть не сколько вариантов укладки приона , и эти различающиеся варианты укладки воспроизводятся при последующей инфе кции . Они получили название штаммов или пр авильнее - клонов приона [15].И , наконец , инфе кционная форма прионных заболеваний - результа т проникновения в организм , в клетку млекопитающих инфекционного белка , возникшего любым из двух упомянутых способов. В стандартные конц епции легко укладывается возникновение наследств енных форм заболевания . Можно представить , что одна первичная структура служит осново й для разных способов пространственной укладк и белковой молекулы . Тут требуется небольшое пояснение : молекулы белка , представляющие соб ой , как известно , длинные цепочки из остат ков аминокислот , имеют и вполне определённую пространственную орг а низацию . Поэтом у , характеризуя белок , учёные говорят о ег о первичной , вторичной , третичной , а в отде льных случаях и о четвертичной структурах . Первичная структура белка отражает его ами нокислотную последовательность , т . е . порядок ч ередования аминокислотн ы х остатков в молекуле . Вторичная структура белка отражает конформацию молекулы , т . е . способ её скручивания в пространстве . Одна из наиболее распространённых моделей - спираль . Третичная структура белка отражает трехмерную конфигурацию уже скрученной моле к улы в пр остранстве . Скажем , та же самая спираль , но ещё и изогнутая . Ну , а четвертичная ст руктура белка образуется за счет взаимодейств ия между разными молекулами и характерна лишь для некоторых белков , например гемоглоби на . Каждый белок имеет свою постоя н ную неизменную структуру , по которой к летка его идентифицирует . Это своего рода пароль , ключ к замку . Любой белок с нез накомой клетке структурой является для неё чужеродным и подлежащим инактивации . Так чт о же делают прионы ? Профессор Тараховский поясняет : "Здоровые " прионовые белки встр ечаются в виде различных по составу проте иновых компонентов в клетках головного мозга различных видов животных . Они расположены на поверхности нервных клеток и , судя п о всему , играют определенную роль в переда че сигналов , идущих от раздражителей.Эта клеточная форма прионов (ПрПк , к = клеточный ; Р rР , с = cellular) отличается от их патологическ ой формы (ПрПск , ск = скрэпи ; PrPsc, sc = scrapie) своей про странственной структурой . С этим связано драм атическое изменение с точки з рения устойчивости по отношению к внешним возд ействиям и расщепляемости посредством ферментов . В то время , как прионы ПрПк расщепля ются легко , прионы ПрПск проявляют крайне высокую устойчивость к ферментам , высокой температуре и средствам дезинфекции. ХРОНОЛОГИЯ Э ПИДЕМИИ прионные белки способны существо вать в двух различных формах . Абсолютно од инаковые по составу , эти две формы сильно различаются по своей пространственной структ уре . Если белок находится в обычной форме , он хорошо растворяется в биологических ж идко стях и способен выполнять свойственну ю ему функцию . Оказавшись в другой , аномал ьной , форме , он образует нерастворимые агрегат ы и выступает как чужеродное и вредоносно е для организма тело . Именно с отношениями между этими двумя свойствами связано сам ое важ н ое свойство прионов - явлен ие , с которым биологи никогда раньше не встречались . Белок , находящийся в аномальной форме , сталкиваясь со своим сородичем , имеющ им обычную форму , переводит его в ту ж е аномальную форму . Так , выяснилось , что бе лки , открытые Прус и нером , оказываются возбудителями болезней : попадая в здоровый организм , аномальный белок "заражает " белки , находившиеся до этого в обычной форме , в результате накапливаются агрегаты , которые р азрушают клетки мозга . МНЕНИЕ По следам Эскулапа (прямой эфир на Радио " Свобода ") Даниил Голубев : По его данным , белковая молек ула нормального приона имеет форму спирал и , она как бы сложена (" скручена "). Когда в силу тех или иных причин молекула " раскручивается "и начинает походит на пучок гладких волос , прионы с тановятся сме ртельно опасными . Соприкасаясь с нормальными прионами прионы патогенные индуцируют измен ения формы их молекул , то есть трансформир уют их в патогенные . Идет своеобразная мол екулярная цепная реакция таких изменений , соп ровождающаяся дегенерацией нервных клеток г оловного мозга . Механизм передачи инфекции И альфа -, и бета - конформации приона – это спираль , вся разница лишь в том , что молекула патогенного белка имеет примерно на 10 процентов меньше изогнутых участков , чем молекула белка безвредно го . Между прочим , прионы – самые мелкие из всех известных инфекционных агентов : они примерно в сто раз меньше , чем вирусы . Самое же страшное – и с этим яв лением биологи никогда раньше не встречались – состоит в том , что патогенный прион , сталкиваясь со сво им нормальным сородичем , переводит его в свою конформацию , то есть как бы заражает . И попав в другой организм , прион может вызывать появление бета - конформаций нормальных белков , закодированных в том же гене , что и он сам . Име нно таким был механизм передачи инфекци и "куру " при ритуальном каннибализме на Но вой Гвинее , так же происходит и заражение болезнью Кройцфельдта - Якоба при поедании мяса инфицированных прионами коров. Проявление этой болезни в своё вре мя называлось размягчен ием мозга . Но э то – банальный язык , который не объясняет саму патологию . А патология такова , что прионы , которые вызывают бешенство коров , попадая в клетки , приводят к возникновению этих фиб рилл , или тяжей , и клетки разрушаются , деге нерируют . Таким образом , происходит необрати мая потеря клеток мозга , со временем симпт омы болезни становятся очевидными , и человек погибает. Откуда берутся "неправильные " прионы ? Причиной болезни (Кр ейтцфельдта - Якоба , например ) может быть наслед ственная предрасположенность . Неб ольшая ошибк а в нуклеотидной последовательности гена , код ирующе ГО прион , вызывает синтез "неправильных " белковых молекул с "раскрученной " конфигурацией . Вероятно , такие аномальные прионы у человека и животных при наличии генетической предрасположенности н акапливаются с возрастом и в итоге вызывают полное разрушение нейронов головного мозга . Считается , что при попадании в организм человека или животного хотя бы о дной раскрученной молекулы приона постепенно вс е остальные "нормальные " прионы начинают развора ч иваться аналогичным образом . Каким образ ом "ненормальная " молекула приона разворачивает нормальную , неизвестно . Ученые ищут молекулу - посредник в этой цепи химических реакций , но пока безуспешно . - Прионы спо собны переводить белок из конформации обычной в конформацию необычную , которая клетко й воспринимается как нечто чужеродное , и к летка пытается этот белок уничтожить , преврат ить в нечто такое , что не может быть использовано клеткой , и этот белок становит ся нерастворимым . То есть он превращается в какие - то частички , и эти ч астички образуют нити , или тяжи , которые н е имеют практически уже никакой функции - той , что выполняли эти белки . Они просто заполняют клеточное пространство . То есть с точки зрения клетки она выполнила свою функцию , потому что она и н актив ировала белок неправильной конформации . Но дл я клетки эта инактивация имеет чудовищные последствия , потому что эти нефункциональные белки , накапливаясь в клетке , её практически убивают . И многие клетки , содержащие эти белки , погибают . Ужас заключаетс я в том , что эти прионы обладают способнос тью , связываясь с белками , переводить их в такую конформацию , которая потом не возвр ащается назад . Таким образом , это практически необратимый процесс . Впрочем , такой трансформ ации подвергаются не все белки подряд , а лишь те же прионы . Дело в т ом , что ген , кодирующий первичную структу ру прионов , то есть определяющий свойственную им последовательность аминокислот , найден не только у всех людей , но и вообще у всех млекопитающих и даже у некоторых птиц . Это значит , что в природе существу ют как минимум две формы соответст вующего белка - нормальная , всегда присутствующая в организме людей и животных , и патог енная , которая , собственно , и именуется прионом . Сам термин " прион " - это сокращение словосочетания "infectious protein", то есть "инфекционный белок ". Больше всего прионных белков в мозге , гораздо меньше - в лёгких , кишечнике , селезёнке , ещё меньше - в мышцах . Пока прионный белок находится в обычной форме - она именуется альфа - к онформацией , - он хорошо растворяется в биологи ческих жидкостях и спосо б ен выпол нять свойственную ему функцию - правда , учёные пока не знают , какую именно . Однако из редка и по неизвестным пока причинам этот белок принимает иную , аномальную форму - е ё называют бета - конформацией , - образует нерас творимые агрегаты и выступает к ак чужеродное и вредное для организма тело , в конечном счёте разрушая работу всей нервной системы . Механизм передач и инфекции И альфа -, и бета - конформации приона - это спираль , вся разница лишь в том , что молекула пато генного белка имеет примерно на 10 процен тов меньше изогнутых участков , чем молекула белка безвредного . Между прочим , прионы - самые мелкие из всех известных инфекционных агентов : они примерно в сто раз меньш е , чем вирусы . Самое же страшное - и с этим явлением биологи никогда раньше не встр ечались - состоит в том , что пато генный прион , сталк иваясь со своим нормальным сородичем , перевод ит его в свою конформацию , то есть как бы заражает . И попав в другой организ м , прион может вызывать появление бета - ко нформаций нормальных белков , закодирован ных в том же гене , что и он сам . Име нно таким был механизм передачи инфекции " куру " при ритуальном каннибализме на Новой Гвинее , так же происходит и заражение б олезнью Кройцфельдта - Якоба при поедании мяса инфицированных прионами коров . - Проявление эт ой болезни в своё время называлось размягчением мозга . Но это - банальный язы к , который не объясняет саму патологию . А патология такова , что прионы , которые вызывают бешенство ко ров , попадая в клетки , приводят к возникно вению этих фибрилл , или тяжей , и клетки разрушаются , дегенерируют . Таким образом , происходит необратимая потеря клеток мозга , со временем симптомы болезни становятся оч евидными , и человек погибает . В ходе опытов по инфицирован ию мышей , которым непосредственно в головной мозг впрыскивался мозго вой материал , содержавший возбудитель , удалось перенести и вызвать болезнь . Когда же использовались мыши , измененные при помощи генной инженерии и не обладавшие более здоровыми ПрПк , подоб ные опыты по инфицированию не удавались.Т . о . предпосылкой , вызываю щ ей ТГЭ пр и помощи ПрПск , является наличие здоровых ПрПк . Очевидно , инфекционные белки способны по сле контакта в головном мозге вызывать це пную реакцию , в ходе которой безобидные , з доровые прионы превращаются в своих разрушитель ных "двойников " ПрПск . Это в настоящее время уже может быть доказано и при помощи лабораторных опытов в пробирках . В ходе этих опытов клеточные прионы в результате контакта со "скрэпи - прионами " из меняют свою пространственную структуру . В отличие от нормальных прионов , болезнетворные прионы не разрушаются в желудке . Возможно , в их распространении игр ает важную роль и иммунная система . Дело в том , что ученые обнаружили у овец , коров , а также у людей повышенную конце нтрацию прионов не только в головном мозг у , но и в миндалинах , кишечник е и селезенке . Согласно новейшим гипотезам прионы накапливаются и размножаются в определенн ых защитных клетках в лимфатических узлах и селезенке . Однако по - прежнему неясно , как прионы затем попадают из селезенки в головной мозг . Но стоит им попасть туда, как они тут же начинают свою ра зрушительную деятельность . Они превращают нормаль ные прионы в их инфекционный вариант . После дний , в свою очередь , способен вызвать тра нсформацию других клеточных прионов . Болезнетворн ые прионы не поддаются расщеплению и в ка честве "мусора " или "отходов " накапливаютс я в нервных клетках . Рано или поздно н аступает момент переполнения нервной клетки , теряющей в результате этого возможность функц ионировать нормально и постепенно отмирающей . Этот процесс носит поначалу незаметный, "ползучий " характер . Лишь в стадии пр огрессирующего распада клетки скорость ее раз рушения возрастает.Наконец отмирает такое количес тво нервных клеток , что головной мозг прио бретает легко распознаваемую типичную губчатую структуру . Одновременно происходящи е изменения вызывают вышеописанные симптомы . Согласно созданной Прузинером "теории прионов " инфекционные белки (светло - се рые , ПрПск ) способны вызвать в головном мо згу цепную реакцию . Безобидные , здоровые прион ы (темно - серые , ПрПк ) превращаются в своих разруш ительн ых "двойников ". Прионы вызывают у животных и у человека неизлечимые нейродегенеративные заболевания мозга . Одно из них – губчатая энцефалопатия – сегодня буквально у всех на устах , поскольку животная форма этой болезни , им енуемая в обиходе " коровьим бешенством " , получает в Европе всё более широкое распространение , а между тем она способна передаваться и людям , вызывая у них так называемую болезнь Кройцфельдта - Якоба . Дегенеративные болезни , при которых мозг разрушается , п ревращаясь в некое подо бие губки , известны давно . У больных живот ных на срезе мозга под микроскопом видны вакуоли - микроскопические поры . Больной мозг напоминает пористую губку , отсюда возникло научное название этой группы заболеваний - г убчатообразная э н цефалопатия . Губчатообра зной энцефалопатией болеют коровы , овцы (так называемая болезнь скрейпи ), козы , грызуны и даже кошки . Животное погибает от полного разрушения мозга . Аналогичные болезни , правда чрезвычайно редко , встречаются и у людей : болезнь куру (распространенная сред и папуасов Новой Гвинеи ) и болезнь Крейтцф ельдта - Якоба . Последняя известна с прошлого века , и поражает она приблизительно одного из миллиона людей пожилого возраста . Снач ала у больного нарушается координация движени й , затем наступа е т полная потеря памяти , страдальца одолевают конвульсии . В итоге больной умирает . Ученые давно поняли , что возбудитель губчатообразной энцефалопатии "живет " в головном и костном мозге живот ных и людей . Наибольшая концентрация возбудит еля инфекции - в прод о лговатом и среднем отделах головного мозга . В мясе она гораздо ниже . Поэтому , даже несмотря на явный недост аток доказательств прионной модели губчатообразн ой энцефалопатии , Прузинер в 1997 году получил за свое открытие Нобелевскую премию , Патогенный прион - найти и обезвредить После Того , как было показано , что губчатообразная энцефалопати я вызывается прионами , для постановки диагноз а стало возможным не просто исследовать с рез определенных участков головного мозга на наличие пустот - вакуолей , но и определ ять сам возбудитель заболевания . Биохимич ескими методами выделяют прионные белки и изучают их под электронным микроскопом - есл и молекулы их склеены между собой , образую т нити , то наличие патогенных прионов в мозге сомнению не подлежит . Иммунологические м е тоды детекции с использованием специфических антител к "раскрученным " патогенн ым прионам (иммуногистохимический анализ срезов и иммуноблоттинг ) более чувствительны , чем электронная микроскопия . Суть их в следующе м : если антитела взаимодействуют с белками , выделенными из головного мозга , - патогенны е прионы в нем есть , а если реакция не идет - возбудителей губчатообразной энцефало патии в мозге нет . Самая большая трудность определения состоит в том , что анализ проводится исключительно на мозге забитых коров . То есть пока нет возможности проводить исследование на живых животных . Около 15 лет назад в Англии тысячи коров поразила смертельная болезнь . Заболевали ею преимущественно животные старше 4 - х лет . Симптомы многообразны . Во - первых - неровная прихрамыва ющая походка . На последней ст адии болезни корова вообще не может подня ться - отказывают задние ноги . Во - вторых , ж ивотные теряют в весе , снижаются надои , но самое главное , меняется поведение буренок - они становятся беспокойными , боязливыми (больны е коро в ы особенно боятся узких проходов , коридоров и загонов ), агрессивными , скрежещут зубами , стремятся отделиться от ста да , резко реагируют на свет , звук , прикосно вение . В общем , ведут себя как животные , зараженные вирусом бешенства . Отсюда и быто вое название з аболевания - коровье бе шенство . "Новая " страшная болезнь оказалась дав но известной губчатообразной энцефалопатией , к "настоящему " бешенству никакого отношения не имеющей . У "настоящего " вирусного бешенства - водобоязни и у губчатообразной энцефалопатии об щ ее - только симптомы и название , а механизм возникновения заболеваний различ ен . Его симптомы весьма напоминали симптомы известной с XVIII в . "рысистой болезни " у о вец (англ . "Scrapie" - "скрэпи " от глагола Lto scrape ", что оз начает " царапать "," тереть " ) - животные были чрезвычайно пугливыми и дезориентированными , ст радали дрожью в мышцах и в конце конц ов полностью утрачивали контроль над своими движениями . По прошествии некоторого времени они погибали . В ходе дальнейших исследова ний удалось выяснить , ч т о подобные симптомы еще до 1984 г . наблюдались у кор ов на одной ферме в Западном Сассексе . Подробные исследования продемонстрировали , что головной мозг пораженных коров , подобно голов ному мозгу овец , погибших от болезни " скрз пи ", был испещрен мельчайшими отверстия ми , как губка . Поэтому в научном мире э то новое заболевание получило название " Bovine Spongiforme Enzephalopathie "(что в переводе означает " губчатое за болевание головного мозга коровы "). Поскольку п одобными заболеваниями страдают и многие друг и е виды животных , являющихся их переносчиками , их объединяют под общим собира тельным понятием Lтрансмиссивные губчатые энцефал опатии " (ТГЭ ). В 1920 г . два врача , Ганс Г . Кройцфельд (1885 - 1964) и Альфонс М . Якоб (Джейкоб ) (1884 - 1931), впервые описали эту смертельную болезнь , которая ныне носит их имя (боле знь Кройцфельда - Якоба , БКЯ , или , по - англий ски , Creutzfeldt - Jacob - Disease, CJD), у человека . К числу ее видим ых внешних симптомов относятся , между прочим , депрессии , нарушения двигательной системы, неподвижность мускулов , затрудненное глотан ие , однако главным опознавательным признаком болезни является чрезвычайно быстрая деградация личности . Поэтому медики описывают эту бо лезнь , между прочим , и как "болезнь Альцгей мера , протекающую в крайне сжатый п ериод времени ". Правда , эта "класическая форма " ТГЭ встречается чрезвычайно редко на 1 миллион жителей приходятся примерно 0, 5 - 1 случа й заболевания . Хуже того - в 1995 году впервые от нов ой болезни , очень похожей на болезнь Крейт цфельдта-Якоба , в Англи и начали умирать люди . В отличие от "классической " болезни Крейтцфельдта - Якоба ею заболевали преимуществ енно молодые люди до 30 лет . Официальная при чина - употребление в пищу говядины , зараженной возбудителем коровьего бешенства . На сегодня шний день уме р ли более 80 больных . Однако прямого доказательства Того , что люд и заразились именно через мясо и мясные блюда , нет . Относительно небольшое число пос традавших от губчатообразной энцефалопатии - слабо е утешение . Ученые опасаются , что число за болевших может р езко возрасти за счет тех , кто ел говядину еще до вв едения санитарной экспертизы на мясокомбинатах Западной Европы - инкубационный период коровьег о бешенства у коров составляет от трех до восьми лет . Предполагается , что у люд ей он может быть и более длите л ьным - до 30 лет . В некоторых странах те люди , которые в пик заболеваемости губч атообразной энцефалопатией жили в Англии , нах одятся под медицинским контролем , так как у них остается вероятность заболеть болезнью Крейтцфельдта - Якоба . В последние годы был разработан метод диагностики болезни Кейтцфельдта - Якоба у людей . Это - тоже иммунологи ческий ана лиз с использованием антител к аномальным прионам . Реакцию проводят , отбирая пробы спинномозговой жидкости или делая срез ткани с гланд . На кр упных мясокомб инатах в Западной Европе иммунологический анализ проводят за 10 часов , то есть за то время , пока туша готови тся к переработке . Если же все - таки п атогенные прионы обнаружены , тушу сжигают при высокой температуре . По последн им дан ным , для полного уничтожения воз будителя коровьего бешенства нужна температура не менее 1000 градусов ! по подсчетам специалистов , покушать мясо "бешеных " буренок уже успели около миллиа рда землян . К 2003 году ожидается , что ежегодн о будут заболевать неско лько миллионов человек (в скрытой форме гу бчатый энцефа лит может протекать 10 лет ). В 1971 - м году учёный доказал возможность передачи от челов ека животным болезни Кройцфельдта - Якоба . Все эти нейродегенеративные болезни вызывались , похоже , "медленными вирусами ", обладавшими , пом имо длительного инкубационного периода , рядом других очень важных общих особенностей . Если обычные вирусные инфекции сопровождаются , ка к правило , выраженной иммунной реакцией орган изма , которая характеризуется воспалительным про ц ессом , повышением температуры , вырабо ткой антител и интерферона , то медленные в ирусы таких реакций не вызывали . Кроме Тог о , все известные вирусы состоят из нуклеин овой кислоты - либо ДНК , либо РНК , - заключён ной в белковую оболочку , причём белок выст упает как средство транспортировки ну клеиновой кислоты в клетку - хозяина . Разрушить нуклеиновые кислоты и тем самым инактиви ровать вирусы можно кипячением , воздействием формальдегида , ультрафиолетового или ионизирующего излучения , но все эти лечебные средства в борьбе с медленными вирусами оказались неэффективными . Долгое время в области медиц инской науки считалось неписаным законом , что все возбудители инфекционных заболеваний все гда оснащены наследственной информацией , обеспечи вающей им возможность размножать ся . Однак о в случае "рысистой болезни " и "болезни Кройцфельда - Якоба " (БКЯ ) возбудитель , казалось , не соответствовал этим критериям . В случае обработки инфицированных им проб тканей при помощи методов , убивавших вирусы и бак терии , не происходило ровным с ч ето м ничего . Ни алкоголесодержащие дезинфекционные средства , ни ультрафиолетовое излучение не разрушали этот "нетрадиционный " возбудитель . В конце концов с ним удалось покончить лишь при помощи обработки проб концентрированными кислотами и хлоросодержащим и раств орами . Дальнейшая история оставалась по - прежнем у захватывающей . В 1972 г . умер от ТГЭ оди н из пациентов американского врача Стэнли Прузинера . Прузинер хотел понять причину ег о смерти и прочитал с этой целью множ ество книг . В своих поисках он натол кнулся на труды Чарльза Гайдусека и Винсента Цигаса . Последние в 1967 г . описали болезнь , вспыхнувшую на архипелаге Папуа - Н овая Гвинея среди членов туземного племени "форе ". Сами аборигены называли эту болезнь "куру " ("смеющаяся смерть "). Дело в том , ч т о заболевших ею людей поначалу охватывали приступы непроизвольного смеха , после чего к ним добавлялись симптомы , подобные симптомам ТГЭ . Самое удивительное , однако , заключалось в существовании параллелей между "куру ", ТГЭ и овечьей "рысистой болезнью ". Гай д усек и Цигас пришли к выв оду , что причину инфекции следует искать в людоедских ритуалах , в ходе которых племя пожирало мозги мертвецов . Под впечатлением этого вывода Прузинер в результате многоле тней собственной исследовательской работы разраб отал гипотез у , согласно которой возб удитель "рысистой болезни " лишен наследственной субстанции . Согласно его предположениям этим возбудителем был определенный белок . Он дал ему название "Proteinous infectious particle" (в переводе : "заразные белкообразные частицы "), с о кращенно : прион - протеин (ПрП ). В отличие от бак терий или вирусов инфекционный прион не "живет ", т . к . он не содержит в се бе никаких нуклеиновых кислот и никакой н аследственной информации . Очевидно , подобный прион , несмотря на отсутствие наследственной ин формации , обладае т способностью к размножению и может пере носиться . Тем самым он ставит "с ног на голову " все законы микробиологии и токсик ологии . В 1982 г . Прузинер опубликовал свою те орию в специализированном журнале "Сайенс " (США ). Поначалу он столкнул с я с опп озицией специалистов . Однако с течением време ни эта "прионовая гипотеза ", после многолетних безуспешных поисков вируса , стала пользовать ся все большим признанием . Венцом этого ус пеха было присуждение Прузинеру Нобелевской п ремии в области медицины в 1997 г . Куру , или "смеющуюся смерть ", открыл в Новой Гвинее , в племени форе , Даниель Ка рлтон Гайдушек (Гайдузек ) в середине 50 - х го дов . Симптомы - прогрессирующее нарушение координац ии движений , сопровождаемое приступами беспричинн ого смеха и заканчива вшееся летальным исходом . Болезнь признали инфекционной , а пр ичиной ее распространения оказался ритуальный каннибализм в племени форе . Стоит отметить , что болезнь Крейцфельда - Якоба была опис ана Якобом значительно раньше , в 1921 г . Как выяснили значитель н о позже (в 1981 г . - Пат Мерц , а в 1982 г . - Стэнли Прусинер ), для мышей , инфицированных скрэпи , характерной особенностью головного и спинного мозга бо льных животных является наличие белковых тяже й , которые представляют собой агрегаты одного из белков нер в ной системы , фу нкция которого до сих пор окончательно не установлена . Кроме Того , спинной и головн ой мозг больных людей и животных напомина ет губку , откуда и пошло общее название этой группы заболеваний - губчатые болезни м озга . Напомним , что продолжительн ость жизни заболевшего человека составляе т около 9 месяцев и практически всегда заб олевание заканчивается летальным исходом . Этот вариоид , занимающий промежуточное положение меж ду живой и неживой материей , оказался в 100 раз меньше самого мельчайшего виру с а . Поэтому , покупая мясо , нужно пристально его рассмотреть . Мясо , имеющее жи ровые прослойки от насыщенного желтого до оранжевого цвета , скорее всего инфицировано . Прионные белки выдерживают кипячение в теч ение двух часов . Любителям "кровавых блюд " во избе жание заражения лучше отказаться от них. Павел МОТАВКИН , профессор , специально для "В " 19.02.99 " Владивосток - новости " НОВОСТИ ИЗ ЛА БОРАТОРИИ Сделан очередной шаг на пути к ра згадке тайны приона Известна также его способность к изменению формы . Только д еформированный прион " заразен ", он способен " побуждать "соседний здоровый прион изменять с вою форму . У коров , больных " коровьим бешен ством ", деформированных прионов так много , что они парализуют функции мозга . При этом речь иде т не о химическом изменени и здорового приона , а только об изменении его внешней формы . (ИТАР - Т АСС , 13.01.2000) NBP ' Alliance - Media ПРИОНЫ ДР ОЖЖЕЙ И ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ С . Г . Инге - Вечтомов Инге - Вечтомов Сергей Георгиевич - член - корреспондент РАН , заведующий кафедрой генетики и селекции ЛГ У . Данное исследование было поддержано РФФИ (грант № 99 - 04 - 4960) Современный взгляд на генетиче скую информацию запечатлен в таблице генетиче ского кода [1]. В ней 61 из 64 возможных сочета н ий по три основания рибонуклеино вой кислоты соответствуют 20 аминокислотам , из к оторых построены белки . Три оставшихся сочета ния (UAA, UAG, UGA) представляют собой своего рода стоп - сигналы , или сигналы прекращения роста м олекулы белка . Этот код квазиуни в е рсален , то есть справедлив (с небольшими м одификациями ) для всех живых существ [2]. Из всех этих неизлечимых смертельных заболеваний человека и животных наиболее изве стно в последнее время так называемое кор овье бешенство , оно же - губчатая болезнь м озга коров , или BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy). РгР C РгР Sc Аналогичные болезни известны у целого ряда млекопитающих , прежде всего у овец и коз (а также у мышей , хомяков , коше к и др .) под названием скрэпи , или поче суха . Возбудителем всех этих заболева ний является инфекционный белок - прион , обозначаемый как РгР Sc (от Scrapi). Этот белок имеет нормальный клеточ ный гомолог , то есть неболезнетворный и не инфекционный белок , обозначаемый как РгР C (от Cellular, то есть клеточный ) [8]. Слово прион возникло ка к модифицированное сокращение английского : Protenacious Infection - белковая инфекция . Характерным проявлением всех этих заболеваний на последни х стадиях их развития служит образование в тканях головного и спинного мозга миело идных тяжей и бляшек , состоящ и х из упомянутого прионного белка РгР Sc. При этом ткани мозга на срезе приобретают вид губки . Отсюда и наименование "губчатая болезнь мозга ". ЛИТЕРАТУРА 1. Crick F. H. C. The genetic code - yesterday, today, and tomorrow//Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1966. V. 31. P. 3 - 9. 2. Osava S., Jukes Т . Н ., Watanabe K., Muto A. Recent evidence for evolution of the genetic code//Microbiol. Rev. 1992. V. 56. P. 229 - 264. 3. Айала Ф ., Кайгер Дж. Современная генетика . Т . 2. М .: Мир , 1988. С . 34 - 66. 4. Sanger F. The structure of insulin//Currents in Biochemical Research. Wiley Interscience. N. Y., 1956. 5. Сенгер Ф. Лауреаты Нобелевской премии . Т . 2. М .: П рогресс , 1992. С . 379 - 383. 7. Prusiner S. B. Prions//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 13363 - 13383. 8. Prusiner S. B. Molecular biology and pathogenesis of prion diseases//TIBS. 1996.21 December. P. 482 - 487. 15. Bessen R. A., Marsh R. F. Distinct PrP pr oteins suggest the molecular basis of strain variation in transmissible mink encephalopathy//J. Virol. 1994. V. 68. P. 7859 - 7868. 16. Aguzzi A., Weissmann C . A suspicious signature//Nature. 1996. V. 383. P. 666 - 667. 17. Parchi P., Capellari S., Chen S. G., Petersen R. B., Gambetti P., Kopp N., Brown P., Kitamoto Т ., Tateishi J., Giese A., Kretzschmar H. (with reply by: Collinge J., Hill A. F., Sidle K. C. L., Ironside J. ). Typing prion ISO - forms//Nature. 1997. V. 386. P. 233 - 234. 18. Prusiner S. B., Scott M. R. Genetics of prions//Ann. Rev. Genet. 1997. V. 31. P. 139 - 175. VIVOS VOCO Май 2000 Самое интере сное - прионы человека и коровы очень похо жи , поэтому мясо коров , зараженных губчатым энцефалитом , смертельн о опасно. которых американец Стэнл и Прусинер получил в 1997 - м го ду Нобелевскую премию . Прионы вызывают у животных и у человека неизлечимые нейродегенеративные заб олевания мозга . Одно из них - губчатая энце фалопатия - сегодня буквально у всех на ус тах , поскольку животная форма этой болезн и , именуемая в обиходе "коровьим бешен ством ", получает в Европе всё более широко е распространение , а между тем она способн а передаваться и людям , вызывая у них так называемую болезнь Кройцфельдта - Якоба . Эт а болезнь , впервые описанная в 1920 - м году , до л гое время оставалась явлением крайне редким , можно сказать , экзотическим . Теперь же эксперты не исключают возможности возникновения в Европе эпидемии не менее страшной , чем эпидемия СПИДА . "Медленные вирусы " и их особ енности - Были найдены структуры , кото рые на сегодняшний день так до конца и не охарактеризованы , н о впечатляющие настолько , что за их характ еристику была получена Нобелевская премия . Эт и структуры называются прионами . Прионы - это не нуклеиновые кислоты , то есть не Д НК и не РНК , это не то , что обычно переносится вирусами или бактериями и вызывает болезни , а прионы - это белки , как бы замороженные в определённом состоянии . Ещё недавно многие учёные утверждали , что две трети человечества вообще резистентны к коровьим п рионам и что восприимчивость к ним свойственна лишь людям с вполне определёнными особенно стями генной структуры . Однако теперь , похоже , приходится признать , что наследственными фак торами определяется , прежде всего , продолжительнос ть инкубационного периода болезни . Иными словами , многие исследователи сегодня уже с клонны полагать , что человек , отведавший зараж ённой прионами говядины , всё же обречён за болеть - вопрос лишь в том , когда это п роизойдёт . Сенсацией стало известие о том , что совсем недавно от болез н и "куру " умер некий абориген Новой Гвинеи , который в последний раз ел человеческий м озг в 1956 - м году . Доказано , что позднее о н заразиться не мог , а значит , инкубационн ый период в данном случае составил 44 года ! Владимир Фрадкин , журнал Наука и техника н а "Немецкой волне ". ОТКРЫТИЕ ВОЗ БУДИТЕЛЕЙ НОВОГО ТИПА - ПРИОНОВ . НАУЧНЫЙ БЭКГРА УНД. Из всех этих неизлечимых сме ртельных заболеваний человека и животных наиб олее известно в последнее время так назыв аемое коровье бешенство , оно же - губчатая болезнь мозга к оров , или BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy). РгР C РгР Sc Аналогичные болезни известны у целого ряда млекопитающих , прежде всего у овец и коз (а также у мышей , хомяков , коше к и др .) под названием скрэпи , или поче суха . Возбудителем всех этих заболевани й является инфекционный белок - прион , обозначаемый как РгР Sc (от Scrapi). Этот белок имеет нормальный клеточ ный гомолог , то есть неболезнетворный и не инфекционный белок , обозначаемый как РгР C (от Cellular, то есть клеточный ) [8]. Слово прион возн икло как модифицированное сокращение англий ского : Protenacious Infection - белковая инфекция . Характерным проявл ением всех этих заболеваний на последних стадиях их развития служит образование в тканях головного и спинного мозга миелоидных тяжей и бляшек , состоящих из у помянутого прионного белка РгР Sc. При этом ткани мозга на срезе приобретают вид губк и . Отсюда и наименование "губчатая болезнь мозга ". прионный белок до нормальных размеров . Другой путь - антигенная терапия . Уже Прионный белок отличается от нормально г о тем , что имеет 2 спиральных участка вместо четырех . Фармакологи сейчас пытаются создать препараты , которые смогут "закрутить " найден , выделен и изучен ген почесухи . На животных разработаны методы , угнетающие этот ген , - болезнь излечивается , а другие ф у н кции организма не страдают . Сбыв ается мечта ученых , пытающихся уже два сто летия изобрести "волшебные пули ", поражающие во збудителя и не затрагивающие организм . Однако до создания эффективного лекарства пока далеко .
© Рефератбанк, 2002 - 2017