Михаил Супотницкий - Микроорганизмы, токсины и эпидемии

2) рибонуклеазная — расщепляет исходную РНК;

3) интегразная — позволяет интегрироваться синтезированной на матрице РНК новой ДНК, с ДНК, уже закрепленной естественным отбором.

Своим появлением живые системы обязаны ретроэлементам, составляющим значительную часть геномов позвоночных [Leilb M.C., Seilarth W., 1996]. Следы древних процессов, в которых участвовали ретроэлементы и ретровирусы, запечатлены и в нашем геноме (табл. 7). В ДНК 19-й хромосомы человека содержится около 700 nef-подобных элементов (nef — это ген негативного регуляторного фактора ВИЧ, определяющего его способность прекращать размножение и переходить в состояние покоя), а также 16 участков, где с nef соседствует область, гомологичная env ВИЧ [Несмеянов Х.М. и Тарантул В.З., 1997]. По данным L. Roswitha и соавт. (1996), на долю последовательностей эндогенных ретровирусов HERV приходится около 1 % генома человека и они необходимы для поддержания его пластичности. Ретропозиция считается главным регулятором темпа эволюции, включая видообразование [Jurgen В., Henri Т., 1996]. Поэтому, можно предположить, что ретровирусы являются древнейшими паразитами, появившимися одновременно с геномами, имеющими интрон-экзонную структуру (древнейшие из известных — архебактерии: 3,8 млрд. лет). Что они потеряли, а что приобрели за этот период, судить трудно. Эти древние формы жизни, хотя и являются облигатными паразитами, более адаптированы к существованию на планете чем человек и, даже, позвоночные. Но для частного случая — механизма передачи, определить уплаченную ими цену, видимо, можно. Это касается различных предположений о том, что бы было, если бы ретровирусы передавались воздушно-капельным путем [Лем С., 1989].

Типы ретроэлементов | Ретроэлементы | Количество копий | % от генома

С-тип-связанные HERV | HERV-ERI суперсемейство | — | 0,07 %

— " — | HERV-E (4–1, ERVA, NP-2) | 35–50

— " — | HERV-E LTR | 500–600

— " — | 51-1 | 35–50 |

— " — | ERV1 | 10–15 |

— " — | HERV-R (ERV3) | 10

— " — | RRHERV–I | 20 |

— " — | S71 | 15–20 | i

— " — | S71 LTR | 50–100 | ERV-FRD | 5–7 | i

— " — | ERV9 | 30–40 | 0,2 %

— " — | ERV9 LTR | 3000–4000 |

— " — | HERV-P (HuERS-P1, HuERS-P2, HuERS-P3/HuRRS-P) | 50–90 | 0,01 %

— " — | HERV–I (RTVL–I) | 25–50 | 001 %

— " — | ERV-FTD | 5–7 |

С-тип и HTLV-связанные HERV | HERV-H (RTVL-H, RGH) | 900–1000 | 0,2 %

— " — | HERV-H-LTR | 1000 |

— " — | HRES1 | 2 | i

A-,B- и D-типо-связанные HERV | HML семейства 1–6 | 50 | 0,5 %

— " — | HERV-K (HM, HLM, HML-1 | — |

— " — | HERV-K LTR | 10,000–25,000

— " — | ERV-MLN (HML-4) | 20–25

THE-1 элементы | THE 1 | 10,000 | 1%

— " — | THE-1 LTR | 30,000 |

Невирусные ретротранспозоны | LINE-1 | 100,000 | 5%

— " — | Alu | 500000 | 5%

— " — | SINE-R | 5000 | 0:1%

i — невозможен подсчет из-за небольшого количества копий [Leib-Mosch С., Seifarth W., 1996].

Действительно, ретровирусы в лабораторных условиях легко инфицируют модельных животных через дыхательные пути. В естественных условиях этот путь передачи не только им не нужен, но и противоречит их стратегии паразитизма. Для воздушно-капельной передачи необходимо бурное накопление вируса в верхних дыхательных путях, которое бы еще сопровождалось разрушением этого эпителия. Однако для этого ретровирус должен иметь гены, дополнительные к имеющимся (например, кодирующие белки, участвующие в лизисе клетки). Но этими белками он обозначит свое присутствие иммунной системе. Интенсивное размножение и деструкция тканей уже сами по себе являются мощными раздражителями местных неспецифических и специфических иммунных реакций. Для их подавления ВИЧ так же должен иметь гены, продукты которых будут блокировать эти реакции. Т. е. для того, чтобы ВИЧ смог «научиться передаваться по воздуху», он должен стать совершенно другим вирусом и изменить стратегию паразитизма.

Какая стратегия «лучше» для паразитов?Естественно, какая хуже для человечества? По отношению к природе очень трудно использовать категории добра и зла. Эти стратегии используются паразитами миллиарды лет. Вопрос больше заключается в том, почему они их изменяют в отношении нас. Т. е. когда преимущество имеют паразиты с одной стратегией, а когда с другой? Но об этом мы поговорим в другом разделе книги.

Вирусы являются облигатными паразитами, использующими генетические ресурсы хозяина в значительно большей степени, чем бактерии и микоплазмы. Внешним проявлением вирулентности вируса являются разрушение инфицированных вирусом клеток и возникающие в результате разрушения тканей физиологические изменения в организме хозяина. Вирусы способны использовать первую и вторую стратегию паразитизма. Первая стратегия создает преимущества вирусу в высокоплотных популяциях хозяев. Вторая, наоборот, оптимальна для паразитирования в редких, разбросанных на больших территориях, популяциях хозяев. В иммунодефицитных особях вирусы могут проявлять отдельные элементы обоих стратегий, однако это не является всеобщей закономерностью в их взаимоотношениях с хозяином. Наличие же в природе вирусов, использующих для увеличения численности своих популяций и расширения ареала двух взаимоисключающих и предельно эффективных стратегий паразитизма, позволяет сделать предположение о взаимной регуляции их численности в бесконечно больших панмиксных популяциях хозяев.

Иммунодефицитные состояния. Составляющие иммунодефицитных популяций. Оппортунистические инфекции при СПИДе. Эволюционные процессы в иммунодефицитных популяциях.

Что бы понять, какие возможности для размножения и расширения ареала предоставляет паразитическим микроорганизмам иммунодефицитность человеческих популяций, вернемся к условиям, при которых возможна инфекционная болезнь. Среди них выделяют три: вирулентность микроорганизма, способ его передачи и чувствительность хозяина [Morris J.G., Morris P., 1997]. Если у иммунокомпетентных организмов для возникновения инфекционной болезни требуется сочетание всех трех условий, то для иммунодефицитных организмов последнее условие становится предопределяющим для действия первых двух.

Увеличение чувствительности организма к возбудителю инфекции можно выразить через понятие «инфицирующей дозы». Эта доза резко снижается для организмов, ранее неизвестных в качестве патогенов людей. Организм сталкивается с совершенно новыми для него факторами вирулентности паразитов, паразиты же приобретают совершенно новые для себя пути переноса в организм хозяина. Какой возбудитель вызовет инфекцию в конкретном случае, зависит от этиологии и патогенеза иммунодефицита.

Иммунодефицитные состояния.Иммунодефицитность — понижение функциональной активности основных компонентов иммунной системы, ведущее к нарушению защиты организма от микробов и проявляющееся в повышенной инфекционной заболеваемости [Хаитов P.M., Пинегин Б.В., 1999].