Η χρήση κυτταροκαλλιεργειών. Τεχνολογίες βιοτεχνολογίας: κυτταροκαλλιέργειες
Τα βασικά στοιχεία των οργάνων που αναπτύσσονται έξω από το σώμα (in vitro). Η καλλιέργεια κυττάρων και ιστών βασίζεται στην αυστηρή τήρηση της στειρότητας και στη χρήση ειδικών θρεπτικών μέσων που διασφαλίζουν τη διατήρηση της ζωτικής δραστηριότητας των καλλιεργούμενων κυττάρων και είναι όσο το δυνατόν πιο παρόμοια με το περιβάλλον με το οποίο αλληλεπιδρούν τα κύτταρα στο σώμα. Η μέθοδος απόκτησης καλλιέργειας κυττάρων και ιστών είναι μια από τις πιο σημαντικές στην πειραματική βιολογία. Οι καλλιέργειες κυττάρων και ιστών μπορούν να καταψυχθούν και να αποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε θερμοκρασία υγρού αζώτου (-196°C). Το θεμελιώδες πείραμα για την καλλιέργεια ζωικών κυττάρων πραγματοποιήθηκε από τον Αμερικανό επιστήμονα R. Harrison το 1907, τοποθετώντας ένα κομμάτι του νευρικού συστήματος ενός εμβρύου βατράχου σε ένα λεμφικό θρόμβο. Τα γεννητικά κύτταρα παρέμειναν ζωντανά για αρκετές εβδομάδες, από αυτά αναπτύχθηκαν νευρικές ίνες. Με την πάροδο του χρόνου, η μέθοδος βελτιώθηκε από τους A. Carrel (Γαλλία), M. Burroughs (ΗΠΑ), A. A. Maksimov (Ρωσία) και άλλους επιστήμονες που χρησιμοποίησαν το πλάσμα του αίματος και ένα εκχύλισμα από τους ιστούς του εμβρύου ως θρεπτικό μέσο. Η μετέπειτα πρόοδος στην απόκτηση καλλιεργειών κυττάρων και ιστών συνδέθηκε με την ανάπτυξη μέσων συγκεκριμένης χημικής σύνθεσης για την καλλιέργεια διαφόρων τύπων κυττάρων. Συνήθως περιέχουν άλατα, αμινοξέα, βιταμίνες, γλυκόζη, αυξητικούς παράγοντες, αντιβιοτικά, που εμποδίζουν τη μόλυνση της καλλιέργειας με βακτήρια και μικροσκοπικούς μύκητες. Ο F. Steward (ΗΠΑ) ξεκίνησε τη δημιουργία μιας μεθόδου για την καλλιέργεια κυττάρων και ιστών σε φυτά (σε ένα κομμάτι φλοιώματος καρότου) το 1958.
Για την καλλιέργεια ζωικών και ανθρώπινων κυττάρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν κύτταρα διαφορετικής προέλευσης: επιθηλιακό (ήπαρ, πνεύμονες, μαστικός αδένας, δέρμα, ουροδόχος κύστη, νεφρός), συνδετικός ιστός (ινοβλάστες), σκελετικός (οστό και χόνδρος), μυϊκός (σκελετικός, καρδιακοί και λείοι μύες), το νευρικό σύστημα (γλοιακά κύτταρα και νευρώνες), τα αδενικά κύτταρα που εκκρίνουν ορμόνες (επινεφρίδια, υπόφυση, κύτταρα των νησίδων Langerhans), μελανοκύτταρα και διάφορους τύπους καρκινικών κυττάρων. Υπάρχουν 2 κατευθύνσεις καλλιέργειάς τους: καλλιέργεια κυττάρων και καλλιέργεια οργάνων (καλλιέργεια οργάνων και ιστών). Για να ληφθεί μια κυτταρική καλλιέργεια - ένας γενετικά ομοιογενής ταχέως πολλαπλασιαζόμενος πληθυσμός - κομμάτια ιστού (συνήθως περίπου 1 mm 3) αφαιρούνται από το σώμα, υποβάλλονται σε επεξεργασία με κατάλληλα ένζυμα (για την καταστροφή των μεσοκυττάριων επαφών) και το προκύπτον εναιώρημα τοποθετείται σε θρεπτικό μέσο . Οι καλλιέργειες που προέρχονται από εμβρυϊκούς ιστούς χαρακτηρίζονται από καλύτερη επιβίωση και πιο ενεργή ανάπτυξη (λόγω του χαμηλού επιπέδου διαφοροποίησης και της παρουσίας προγονικών βλαστοκυττάρων στα έμβρυα) σε σύγκριση με τους αντίστοιχους ιστούς που λαμβάνονται από έναν ενήλικο οργανισμό. Οι φυσιολογικοί ιστοί δημιουργούν καλλιέργειες με περιορισμένη διάρκεια ζωής (το λεγόμενο όριο Hayflick), ενώ οι καλλιέργειες που προέρχονται από όγκους μπορούν να πολλαπλασιάζονται επ' αόριστον. Ωστόσο, ακόμη και σε μια καλλιέργεια φυσιολογικών κυττάρων, ορισμένα κύτταρα αυθόρμητα απαθανατίζονται, δηλαδή γίνονται αθάνατα. Επιβιώνουν και δημιουργούν κυτταρικές σειρές με απεριόριστη διάρκεια ζωής. Η αρχική κυτταρική σειρά μπορεί να ληφθεί από έναν πληθυσμό κυττάρων ή από ένα μόνο κύτταρο. Στην τελευταία περίπτωση, η γραμμή ονομάζεται κλώνος ή κλώνος. Με παρατεταμένη καλλιέργεια υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων, οι ιδιότητες των φυσιολογικών κυττάρων αλλάζουν, εμφανίζεται ένας μετασχηματισμός, τα κύρια χαρακτηριστικά του οποίου είναι παραβιάσεις της μορφολογίας των κυττάρων, αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων (ανευπλοειδία). Σε υψηλό βαθμό μετασχηματισμού, η εισαγωγή τέτοιων κυττάρων σε ένα ζώο μπορεί να προκαλέσει το σχηματισμό όγκου. Στην καλλιέργεια οργάνων, διατηρείται η δομική οργάνωση του ιστού, οι μεσοκυτταρικές αλληλεπιδράσεις και διατηρείται η ιστολογική και βιοχημική διαφοροποίηση. Οι ιστοί που εξαρτώνται από ορμόνες διατηρούν την ευαισθησία και τις χαρακτηριστικές αποκρίσεις τους, τα αδενικά κύτταρα συνεχίζουν να εκκρίνουν συγκεκριμένες ορμόνες κ.ο.κ. Τέτοιες καλλιέργειες αναπτύσσονται σε δοχείο καλλιέργειας σε σχεδίες (χαρτί, millipore) ή σε μεταλλικό πλέγμα που επιπλέει στην επιφάνεια του θρεπτικού μέσου.
Στα φυτά, η κυτταρική καλλιέργεια βασίζεται, γενικά, στις ίδιες αρχές όπως και στα ζώα. Οι διαφορές στις μεθόδους καλλιέργειας καθορίζονται από τα δομικά και βιολογικά χαρακτηριστικά των φυτικών κυττάρων. Τα περισσότερα κύτταρα φυτικού ιστού είναι παντοδύναμα: από ένα τέτοιο κύτταρο, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να αναπτυχθεί ένα πλήρες φυτό. Για να ληφθεί μια καλλιέργεια φυτικών κυττάρων, χρησιμοποιείται ένα κομμάτι ιστού (για παράδειγμα, κάλος) ή οργάνου (ρίζα, στέλεχος, φύλλο) στο οποίο υπάρχουν ζωντανά κύτταρα. Τοποθετείται σε θρεπτικό μέσο που περιέχει μεταλλικά άλατα, βιταμίνες, υδατάνθρακες και φυτοορμόνες (συχνότερα κυτοκίνες και αυξίνες). Οι καλλιέργειες φυτών υποστηρίζονται σε θερμοκρασίες από 22 έως 27°C, στο σκοτάδι ή στο φως.
Οι καλλιέργειες κυττάρων και ιστών χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς της βιολογίας και της ιατρικής. Η καλλιέργεια σωματικών κυττάρων (όλα τα κύτταρα οργάνων και ιστών με εξαίρεση τα σεξουαλικά κύτταρα) έξω από το σώμα έχει καθορίσει τη δυνατότητα ανάπτυξης νέων μεθόδων για τη μελέτη της γενετικής ανώτερων οργανισμών χρησιμοποιώντας, μαζί με τις μεθόδους της κλασικής γενετικής, μεθόδους μοριακής βιολογία. Η μοριακή γενετική των σωματικών κυττάρων θηλαστικών έχει λάβει τη μεγαλύτερη ανάπτυξη, η οποία συνδέεται με τη δυνατότητα άμεσων πειραμάτων με ανθρώπινα κύτταρα. Η καλλιέργεια κυττάρων και ιστών χρησιμοποιείται για την επίλυση τέτοιων γενικών βιολογικών προβλημάτων όπως η αποσαφήνιση των μηχανισμών έκφρασης γονιδίων, η πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη, η διαφοροποίηση και ο πολλαπλασιασμός, η αλληλεπίδραση του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος, τα κύτταρα με το περιβάλλον, η προσαρμογή σε διάφορες χημικές και φυσικές επιδράσεις, η γήρανση, κακοήθης μεταμόρφωση κ.λπ., χρησιμοποιείται για τη διάγνωση και τη θεραπεία κληρονομικών ασθενειών. Ως αντικείμενα δοκιμής, οι κυτταρικές καλλιέργειες είναι μια εναλλακτική λύση στη χρήση ζώων για τον έλεγχο νέων φαρμακολογικών παραγόντων. Είναι απαραίτητα για τη λήψη διαγονιδιακών φυτών, τον κλωνικό πολλαπλασιασμό. Οι κυτταρικές καλλιέργειες παίζουν σημαντικό ρόλο στη βιοτεχνολογία στη δημιουργία υβριδίων, στην παραγωγή εμβολίων και βιολογικά δραστικών ουσιών.
Δείτε επίσης την κυτταρική μηχανική.
Λιτ.: Μέθοδοι καλλιέργειας κυττάρων. L., 1988; Καλλιέργεια ζωικών κυττάρων. Μέθοδοι / Επιμέλεια R. Freshni. Μ., 1989; Βιολογία καλλιεργημένων κυττάρων και βιοτεχνολογία φυτών. Μ., 1991; Freshney R. I. Καλλιέργεια ζωικών κυττάρων: εγχειρίδιο βασικής τεχνικής. 5η έκδ. Hoboken, 2005.
O. P. Kisurina-Evgeniev.
Ι. Κυτταρικές καλλιέργειες
Οι πιο συνηθισμένες είναι οι μονοστρωματικές κυτταροκαλλιέργειες, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε 1) πρωτογενείς (κυρίως θρυψινοποιημένες), 2) ημι-μεταμοσχευτικές (διπλοειδείς) και 3) μεταμοσχευτικές.
Προέλευσηταξινομούνται σε εμβρυϊκούς, νεοπλασματικούς και από ενήλικους οργανισμούς. με μορφογένεση- σε ινοβλαστικά, επιθηλιακά κ.λπ.
ΠρωταρχικόςΟι κυτταροκαλλιέργειες είναι κύτταρα οποιουδήποτε ανθρώπινου ή ζωικού ιστού που έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται ως μονοστιβάδα σε πλαστική ή γυάλινη επιφάνεια επικαλυμμένη με ειδικό θρεπτικό μέσο. Η διάρκεια ζωής τέτοιων καλλιεργειών είναι περιορισμένη. Σε κάθε περίπτωση λαμβάνονται από τον ιστό μετά από μηχανική άλεση, επεξεργασία με πρωτεολυτικά ένζυμα και τυποποίηση του αριθμού των κυττάρων. Πρωτογενείς καλλιέργειες που προέρχονται από νεφρά πιθήκου, ανθρώπινα εμβρυϊκά νεφρά, ανθρώπινο αμνίον, έμβρυα κοτόπουλου χρησιμοποιούνται ευρέως για την απομόνωση και συσσώρευση ιών, καθώς και για την παραγωγή ιικών εμβολίων.
ημιμεταμοσχευτικό(ή διπλοειδής ) κυτταροκαλλιέργειες - κύτταρα ίδιου τύπου, ικανά να αντέχουν έως και 50-100 διελεύσεις in vitro, διατηρώντας παράλληλα το αρχικό διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων τους. Διπλοειδή στελέχη ανθρώπινων εμβρυϊκών ινοβλαστών χρησιμοποιούνται τόσο για τη διάγνωση ιογενών λοιμώξεων όσο και για την παραγωγή ιικών εμβολίων.
μεταμοσχευμένοΟι κυτταρικές σειρές χαρακτηρίζονται από πιθανή αθανασία και ετεροπλοειδή καρυότυπο.
Η πηγή των μεταμοσχευμένων γραμμών είναι πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες (για παράδειγμα, SOC, PES, VNK-21 - από τα νεφρά συριακών χάμστερ μιας ημέρας, PMS - από το νεφρό ενός ινδικού χοιριδίου, κ.λπ.), μεμονωμένα κύτταρα των οποίων δείχνουν μια τάση για ατελείωτη αναπαραγωγή in vitro. Το σύνολο των αλλαγών που οδηγούν στην εμφάνιση τέτοιων χαρακτηριστικών από τα κύτταρα ονομάζεται μετασχηματισμός και τα κύτταρα των μεταμοσχευμένων καλλιεργειών ιστού ονομάζονται μετασχηματισμένα.
Μια άλλη πηγή μεταμοσχευμένων κυτταρικών σειρών είναι τα κακοήθη νεοπλάσματα. Σε αυτή την περίπτωση, ο κυτταρικός μετασχηματισμός συμβαίνει in vivo. Οι ακόλουθες σειρές μεταμοσχευμένων κυττάρων χρησιμοποιούνται συχνότερα στην ιολογική πρακτική: HeLa - προέρχεται από καρκίνωμα του τραχήλου της μήτρας. Ner-2 - από καρκίνωμα του λάρυγγα. Detroit-6 - από μετάσταση καρκίνου του πνεύμονα στον μυελό των οστών. RH - από τον ανθρώπινο νεφρό.
Για την κυτταρική καλλιέργεια χρειάζονται θρεπτικά μέσα, τα οποία, ανάλογα με τον σκοπό τους, χωρίζονται σε αναπτυξιακά και υποστηρικτικά. Η σύνθεση των μέσων ανάπτυξης πρέπει να περιέχει περισσότερα θρεπτικά συστατικά προκειμένου να διασφαλιστεί η ενεργός αναπαραγωγή των κυττάρων για να σχηματιστεί μια μονοστιβάδα. Τα υποστηρικτικά μέσα θα πρέπει να διασφαλίζουν μόνο την επιβίωση των κυττάρων σε μια ήδη σχηματισμένη μονοστιβάδα κατά την αναπαραγωγή ιών στο κύτταρο.
Τα τυπικά συνθετικά μέσα, όπως τα μέσα Synthetic 199 και τα μέσα Needle, χρησιμοποιούνται ευρέως. Ανεξάρτητα από το σκοπό, όλα τα θρεπτικά μέσα για κυτταροκαλλιέργειες σχεδιάζονται με βάση ένα ισορροπημένο διάλυμα αλατιού. Τις περισσότερες φορές είναι η λύση του Χανκ. Αναπόσπαστο συστατικό των περισσότερων μέσων ανάπτυξης είναι ο ορός αίματος των ζώων (μοσχάρι, ταύρος, άλογο), χωρίς την παρουσία του 5-10% του οποίου δεν συμβαίνει αναπαραγωγή κυττάρων και σχηματισμός μονοστοιβάδας. Ο ορός δεν περιλαμβάνεται στα μέσα συντήρησης.
I. Κυτταρικές καλλιέργειες - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας «Ι. Κυτταρικές καλλιέργειες» 2017, 2018.
II. Ασύρματες επικοινωνίες I. Ενσύρματες επικοινωνίες Ø Τηλεφωνική επικοινωνία πόλης Ø Απευθείας τηλεφωνική επικοινωνία (επιλογέας) Ø Ραδιοτηλεφωνική επικοινωνία («Αλτάι») Ø Επαγωγική επικοινωνία (επικοινωνία EKV «Diston», «Nalmes») Ø... .
Πίνακας 15 Πίνακας 14 Πίνακας 13 Πίνακας 12 Πίνακας 11 Δρόμοι Κυκλοφορία με σύνθετο ενδιαφέρον σε διαφορετικά έτη λειτουργίας Τιμές συντελεστών m, K0, K0m με αυξανόμενη ένταση Πίνακας... .
Μάθημα Νο. 5 Σύστημα πέδησης Θέμα Νο. 8 Μηχανισμοί ελέγχου Σύμφωνα με τη διάταξη του εξοπλισμού αυτοκινήτου Διεξαγωγή ομαδικού μαθήματος Σχέδιο - περίληψη Αντισυνταγματάρχης Fedotov S.A. "____"... .
Εικ.5.9. Σχετικά με το κόψιμο των δοντιών των τροχών. Ας εξετάσουμε πώς ο συντελεστής διάτμησης rack x σχετίζεται με τον αριθμό των δοντιών που μπορούν να κοπούν από το ράφι στον τροχό. Αφήστε τη ράγα να εγκατασταθεί στη θέση 1 (Εικ. 5.9.). Σε αυτή την περίπτωση, η ευθεία κεφαλή του rack θα διασχίσει τη γραμμή εμπλοκής N-N στο t. Και ....
Los verbos irregulares Go - ir Eat - comer Sleep - dormir Want - querer I Go Eat Sleep Θέλεις You Go Eat Sleep Do He, She Go Eat Sleep Θέλουμε να πάμε Φάτε Sleep Θέλετε εσείς Go Eat Sleep Do They Go...
Κ.Κ. - Πρόκειται για κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού που ζουν και πολλαπλασιάζονται σε τεχνητές συνθήκες έξω από το σώμα.
Τα κύτταρα ή οι ιστοί που ζουν έξω από το σώμα χαρακτηρίζονται από ένα ολόκληρο σύμπλεγμα μεταβολικών, μορφολογικών και γενετικών χαρακτηριστικών που διαφέρουν έντονα από τις ιδιότητες των κυττάρων των οργάνων και των ιστών in vivo.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυτταροκαλλιεργειών μίας στιβάδας: οι πρωτογενείς και οι μεταμοσχευμένες.
Κυρίως θρυψινοποιημένη.Ο όρος "πρωτογενής" αναφέρεται σε μια κυτταρική καλλιέργεια που λαμβάνεται απευθείας από ανθρώπινους ή ζωικούς ιστούς κατά την εμβρυϊκή ή μεταγεννητική περίοδο. Η διάρκεια ζωής τέτοιων καλλιεργειών είναι περιορισμένη. Μετά από ορισμένο χρονικό διάστημα, εμφανίζονται σε αυτά φαινόμενα μη ειδικού εκφυλισμού, ο οποίος εκφράζεται σε κοκκοποίηση και κενοτοπίωση του κυτταροπλάσματος, στρογγυλοποίηση κυττάρων, απώλεια επικοινωνίας μεταξύ των κυττάρων και του στερεού υποστρώματος στο οποίο αναπτύχθηκαν. Η περιοδική αλλαγή του μέσου, οι αλλαγές στη σύνθεση του τελευταίου και άλλες διαδικασίες μπορούν να αυξήσουν ελαφρά μόνο τη διάρκεια ζωής της πρωτογενούς κυτταρικής καλλιέργειας, αλλά δεν μπορούν να αποτρέψουν την τελική καταστροφή και τον θάνατό της. Κατά πάσα πιθανότητα, αυτή η διαδικασία σχετίζεται με τη φυσική εξάλειψη της μεταβολικής δραστηριότητας των κυττάρων που είναι εκτός ελέγχου των νευροχυμικών παραγόντων που δρουν σε ολόκληρο τον οργανισμό.
Μόνο μεμονωμένα κύτταρα ή ομάδες κυττάρων στον πληθυσμό στο πλαίσιο του εκφυλισμού του μεγαλύτερου μέρους του κυτταρικού στρώματος μπορούν να διατηρήσουν την ικανότητα ανάπτυξης και αναπαραγωγής. Αυτά τα κύτταρα, έχοντας βρει τη δύναμη της ατελείωτης αναπαραγωγής in vitro, δημιουργούν μεταμοσχευμένες κυτταροκαλλιέργειες.
Το κύριο πλεονέκτημα των μεταμοσχεύσιμων κυτταρικών γραμμών, σε σύγκριση με οποιαδήποτε πρωτογενή καλλιέργεια, είναι η δυνατότητα απεριόριστης αναπαραγωγής έξω από το σώμα και η σχετική αυτονομία που τις φέρνει πιο κοντά στα βακτήρια και τα μονοκύτταρα πρωτόζωα.
Καλλιέργειες αναστολής- μεμονωμένα κύτταρα ή ομάδες κυττάρων που αναπτύσσονται σε εναιώρημα σε υγρό μέσο. Είναι ένας σχετικά ομοιογενής πληθυσμός κυττάρων που εκτίθενται εύκολα σε χημικές ουσίες.
Οι καλλιέργειες εναιωρήματος χρησιμοποιούνται ευρέως ως συστήματα μοντέλων για τη μελέτη δευτερογενών μεταβολικών οδών, επαγωγής ενζύμων και έκφρασης γονιδίων, αποικοδόμησης ξένων ενώσεων, κυτταρολογικές μελέτες κ.λπ.
Σημάδι «καλής» γραμμής είναι η ικανότητα των κυττάρων να αναδιατάσσουν τον μεταβολισμό και ο υψηλός ρυθμός αναπαραγωγής κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες καλλιέργειας. Μορφολογικά χαρακτηριστικά μιας τέτοιας γραμμής:
υψηλός βαθμός αποσύνθεσης (5-10 κύτταρα ανά ομάδα).
μορφολογική ομοιομορφία των κυττάρων (μικρό μέγεθος, σφαιρικό ή ωοειδές σχήμα, πυκνό κυτταρόπλασμα).
Απουσία τραχειοειδών στοιχείων.
Διπλοειδή κυτταρικά στελέχη. Πρόκειται για κύτταρα του ίδιου τύπου που είναι ικανά να υποστούν έως και 100 διαιρέσεις in vitro, ενώ διατηρούν την αστοχία του αρχικού διπλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων (Hayflick, 1965). Διπλοειδή στελέχη ινοβλαστών που προέρχονται από ανθρώπινα έμβρυα χρησιμοποιούνται ευρέως στη διαγνωστική ιολογία και την παραγωγή εμβολίων, καθώς και σε πειραματικές μελέτες. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ορισμένα χαρακτηριστικά του ιικού γονιδιώματος πραγματοποιούνται μόνο σε κύτταρα που διατηρούν ένα φυσιολογικό επίπεδο διαφοροποίησης.
130. Βακτηριοφάγοι. Μορφολογία και χημική σύνθεση
Οι βακτηριοφάγοι (φάγοι) (από τα άλλα ελληνικά φᾰγω - «καταβροχθίζω») είναι ιοί που μολύνουν επιλεκτικά τα βακτηριακά κύτταρα. Τις περισσότερες φορές, οι βακτηριοφάγοι πολλαπλασιάζονται μέσα στα βακτήρια και προκαλούν τη λύση τους. Κατά κανόνα, ένας βακτηριοφάγος αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος και το γενετικό υλικό ενός μονόκλωνου ή δίκλωνου νουκλεϊκού οξέος (DNA ή, λιγότερο συχνά, RNA). Το μέγεθος των σωματιδίων είναι περίπου 20 έως 200 nm.
Η δομή των σωματιδίων - ιοσωμάτων - διαφορετικών βακτηριοφάγων είναι διαφορετική. Σε αντίθεση με τους ευκαρυωτικούς ιούς, οι βακτηριοφάγοι έχουν συχνά ένα εξειδικευμένο όργανο προσάρτησης στην επιφάνεια ενός βακτηριακού κυττάρου, ή μια διαδικασία ουράς, διατεταγμένη με διάφορους βαθμούς πολυπλοκότητας, αλλά ορισμένοι φάγοι δεν έχουν διαδικασία ουράς. Το καψίδιο περιέχει το γενετικό υλικό του φάγου, το γονιδίωμά του. Το γενετικό υλικό διαφορετικών φάγων μπορεί να αντιπροσωπεύεται από διαφορετικά νουκλεϊκά οξέα. Μερικοί φάγοι περιέχουν DNA ως γενετικό τους υλικό, άλλοι περιέχουν RNA. Το γονιδίωμα των περισσότερων φάγων είναι δίκλωνο DNA και το γονιδίωμα ορισμένων σχετικά σπάνιων φάγων είναι μονόκλωνο DNA. Στα άκρα των μορίων DNA ορισμένων φάγων υπάρχουν «κολλώδεις περιοχές» (μονόκλωνες συμπληρωματικές νουκλεοτιδικές αλληλουχίες), σε άλλους φάγους δεν υπάρχουν κολλώδεις περιοχές. Μερικοί φάγοι έχουν μοναδικές αλληλουχίες γονιδίων σε μόρια DNA, ενώ άλλοι φάγοι έχουν γονιδιακές μεταθέσεις. Σε ορισμένους φάγους, το DNA είναι γραμμικό, σε άλλους είναι κλειστό σε έναν δακτύλιο. Μερικοί φάγοι έχουν τερματικές επαναλήψεις πολλών γονιδίων στα άκρα του μορίου DNA, ενώ σε άλλους φάγους αυτός ο τερματικός πλεονασμός εξασφαλίζεται από την παρουσία σχετικά σύντομων επαναλήψεων. Τέλος, σε ορισμένους φάγους, το γονιδίωμα αντιπροσωπεύεται από ένα σύνολο πολλών θραυσμάτων νουκλεϊκού οξέος.
Από εξελικτική άποψη, οι βακτηριοφάγοι που χρησιμοποιούν τόσο διαφορετικούς τύπους γενετικού υλικού διαφέρουν μεταξύ τους σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από οποιονδήποτε άλλο εκπρόσωπο ευκαρυωτικών οργανισμών. Ταυτόχρονα, παρά τις θεμελιώδεις διαφορές στη δομή και τις ιδιότητες των φορέων γενετικής πληροφορίας - νουκλεϊκών οξέων, διαφορετικοί βακτηριοφάγοι παρουσιάζουν κοινά στοιχεία από πολλές απόψεις, κυρίως στη φύση της παρέμβασής τους στον κυτταρικό μεταβολισμό μετά από μόλυνση από ευαίσθητα βακτήρια.
Βακτηριοφάγοι ικανοί να προκαλέσουν παραγωγική μόλυνση των κυττάρων, π.χ. μια μόλυνση που οδηγεί σε βιώσιμους απογόνους ορίζεται ως μη ελαττωματική. Όλοι οι μη ελαττωματικοί φάγοι έχουν δύο καταστάσεις: την κατάσταση ενός εξωκυτταρικού ή ελεύθερου φάγου (μερικές φορές αποκαλείται και ώριμος φάγος) και η κατάσταση ενός βλαστικού φάγου. Για ορισμένους λεγόμενους εύκρατους φάγους, η κατάσταση ενός προφάγου είναι επίσης δυνατή.
Οι εξωκυτταρικοί φάγοι είναι σωματίδια που έχουν δομή χαρακτηριστική αυτού του τύπου φάγου, η οποία εξασφαλίζει τη διατήρηση του γονιδιώματος του φάγου μεταξύ των λοιμώξεων και την εισαγωγή του στο επόμενο ευαίσθητο κύτταρο. Ο εξωκυτταρικός φάγος είναι βιοχημικά αδρανής, ενώ ο βλαστικός φάγος, η ενεργός («ζωντανή») κατάσταση του φάγου, εμφανίζεται μετά από μόλυνση ευαίσθητων βακτηρίων ή μετά από επαγωγή προφάγου.
Μερικές φορές η μόλυνση των ευαίσθητων κυττάρων με έναν μη ελαττωματικό φάγο δεν οδηγεί στο σχηματισμό βιώσιμων απογόνων. Αυτό μπορεί να συμβεί σε δύο περιπτώσεις: κατά τη διάρκεια μιας αποτυχημένης λοίμωξης ή λόγω της λυσογονικής κατάστασης του κυττάρου κατά τη διάρκεια της μόλυνσης με έναν εύκρατο φάγο.
Ο λόγος για την αποτυχημένη φύση της λοίμωξης μπορεί να είναι η ενεργή παρέμβαση ορισμένων κυτταρικών συστημάτων στην πορεία της μόλυνσης, για παράδειγμα, η καταστροφή του γονιδιώματος του φάγου που εισάγεται στο βακτήριο ή η απουσία στο κύτταρο κάποιου προϊόντος απαραίτητου για ανάπτυξη του φάγου κ.λπ.
Οι φάγοι ταξινομούνται συνήθως σε τρεις τύπους. Ο τύπος καθορίζεται από τη φύση της επίδρασης μιας παραγωγικής μόλυνσης φάγου στην τύχη του μολυσμένου κυττάρου.
Πρώτος τύποςείναι πραγματικά λοιμογόνοι φάγοι. Η μόλυνση ενός κυττάρου με έναν μολυσματικό φάγο οδηγεί αναπόφευκτα στο θάνατο του μολυσμένου κυττάρου, στην καταστροφή του και στην απελευθέρωση του απογόνων φάγου (εξαιρουμένων των περιπτώσεων αποτυχημένης μόλυνσης). Τέτοιοι φάγοι ονομάζονται αληθινά λοιμογόνοι για να διακρίνονται από τους παθογόνους εύκρατους μεταλλάκτες φάγων.
Δεύτερος τύπος- εύκρατοι φάγοι. Κατά τη διάρκεια μιας παραγωγικής μόλυνσης ενός κυττάρου με έναν εύκρατο φάγο, είναι δυνατοί δύο θεμελιωδώς διαφορετικοί τρόποι ανάπτυξής του: λυτικό, γενικά (στην έκβασή του) παρόμοιο με τον λυτικό κύκλο των λοιμωδών φάγων, και λυσογόνος, όταν το γονιδίωμα ενός μέτριου φάγου περνά σε μια ειδική κατάσταση - έναν προφάγο. Ένα κύτταρο που φέρει έναν προφάγο ονομάζεται λυσογόνο ή απλά λυσογόνο (επειδή μπορεί να υποστεί λυτική ανάπτυξη φάγου υπό ορισμένες συνθήκες). Οι εύκρατοι φάγοι που ανταποκρίνονται σε κατάσταση προφάγου στην εφαρμογή ενός επαγωγικού παράγοντα με την έναρξη της λυτικής ανάπτυξης ονομάζονται επαγόμενοι και οι φάγοι που δεν αντιδρούν με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται μη επαγώγιμοι. Μολυσματικά μεταλλαγμένα μπορεί να εμφανιστούν σε εύκρατους φάγους. Οι μολυσματικές μεταλλάξεις οδηγούν σε μια τέτοια αλλαγή στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στις περιοχές χειριστή, η οποία αντανακλάται στην απώλεια της συγγένειας για τον καταστολέα.
Ο τρίτος τύπος φάγων είναι οι φάγοι, η παραγωγική μόλυνση των οποίων δεν οδηγεί σε θάνατο βακτηρίων. Αυτοί οι φάγοι είναι σε θέση να φύγουν από το μολυσμένο βακτήριο χωρίς να προκαλέσουν φυσική καταστροφή του. Ένα κύτταρο που έχει μολυνθεί με έναν τέτοιο φάγο βρίσκεται σε κατάσταση σταθερής (μόνιμης) παραγωγικής μόλυνσης. Η ανάπτυξη του φάγου έχει ως αποτέλεσμα κάποια επιβράδυνση του ρυθμού των βακτηριακών διαιρέσεων.
Οι βακτηριοφάγοι διαφέρουν ως προς τη χημική δομή, τον τύπο του νουκλεϊκού οξέος, τη μορφολογία και την αλληλεπίδραση με τα βακτήρια. Οι βακτηριακοί ιοί είναι εκατοντάδες και χιλιάδες φορές μικρότεροι από τα μικροβιακά κύτταρα.
Ένα τυπικό σωματίδιο φάγου (virion) αποτελείται από μια κεφαλή και μια ουρά. Το μήκος της ουράς είναι συνήθως 2-4 φορές τη διάμετρο του κεφαλιού. Η κεφαλή περιέχει γενετικό υλικό - μονόκλωνο ή δίκλωνο RNA ή DNA με το ένζυμο μεταγραφάση σε ανενεργή κατάσταση, που περιβάλλεται από ένα κέλυφος πρωτεΐνης ή λιποπρωτεΐνης - ένα καψίδιο που διατηρεί το γονιδίωμα έξω από το κύτταρο.
Το νουκλεϊκό οξύ και το καψίδιο μαζί αποτελούν το νουκλεοκαψίδιο. Οι βακτηριοφάγοι μπορεί να έχουν ένα εικοσαεδρικό καψίδιο συναρμολογημένο από πολλαπλά αντίγραφα μιας ή δύο ειδικών πρωτεϊνών. Συνήθως οι γωνίες αποτελούνται από πενταμερή της πρωτεΐνης και το στήριγμα κάθε πλευράς αποτελείται από εξαμερή της ίδιας ή παρόμοιας πρωτεΐνης. Επιπλέον, οι φάγοι μπορεί να είναι σφαιρικοί, λεμονόμορφοι ή πλειομορφικοί. Η ουρά είναι ένας σωλήνας πρωτεΐνης - συνέχεια του πρωτεϊνικού κελύφους του κεφαλιού, στη βάση της ουράς υπάρχει μια ATPase που αναγεννά ενέργεια για την έγχυση γενετικού υλικού. Υπάρχουν επίσης βακτηριοφάγοι με σύντομη διαδικασία, χωρίς διαδικασία, και νηματώδεις.
Τα κύρια συστατικά των φάγων είναι οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι φάγοι, όπως και άλλοι ιοί, περιέχουν μόνο έναν τύπο νουκλεϊκού οξέος, το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) ή το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Σε αυτή την ιδιότητα, οι ιοί διαφέρουν από τους μικροοργανισμούς που περιέχουν και τους δύο τύπους νουκλεϊκών οξέων στα κύτταρά τους.
Το νουκλεϊκό οξύ βρίσκεται στο κεφάλι. Μια μικρή ποσότητα πρωτεΐνης (περίπου 3%) βρέθηκε επίσης μέσα στην κεφαλή του φάγου.
Έτσι, σύμφωνα με τη χημική σύνθεση, οι φάγοι είναι νουκλεοπρωτεΐνες. Ανάλογα με τον τύπο του νουκλεϊκού τους οξέος, οι φάγοι χωρίζονται σε DNA και RNA. Η ποσότητα πρωτεΐνης και νουκλεϊκού οξέος σε διαφορετικούς φάγους είναι διαφορετική. Σε ορισμένους φάγους, το περιεχόμενό τους είναι σχεδόν το ίδιο και καθένα από αυτά τα συστατικά είναι περίπου 50%. Σε άλλους φάγους, η αναλογία μεταξύ αυτών των κύριων συστατικών μπορεί να είναι διαφορετική.
Εκτός από αυτά τα κύρια συστατικά, οι φάγοι περιέχουν μικρές ποσότητες υδατανθράκων και μερικά κυρίως ουδέτερα λίπη.
Εικόνα 1: Διάγραμμα της δομής ενός σωματιδίου φάγου.
Όλοι οι γνωστοί φάγοι του δεύτερου μορφολογικού τύπου είναι RNA. Μεταξύ των φάγων του τρίτου μορφολογικού τύπου, βρίσκονται και οι δύο μορφές RNA και DNA. Οι φάγοι άλλων μορφολογικών τύπων είναι τύπου DNA.
131. Ιντερφερόνη. Τι είναι?
Παρέμβασησχετικά με n(από λατ. μεταξύ τους, μεταξύ τους και ferio - χτυπήστε, χτυπήστε), προστατευτική πρωτεΐνη που παράγεται από κύτταρα στο σώμα θηλαστικών και πτηνών, καθώς και κυτταροκαλλιέργειες ως απάντηση στη μόλυνση τους με ιούς. αναστέλλει την αναπαραγωγή (αντιγραφή) των ιών στο κύτταρο. Το I. ανακαλύφθηκε το 1957 από τους Άγγλους επιστήμονες A. Isaacs και J. Lindenman στα κύτταρα μολυσμένων κοτόπουλων. αργότερα αποδείχθηκε ότι βακτήρια, ρικέτσια, τοξίνες, νουκλεϊκά οξέα, συνθετικά πολυνουκλεοτίδια προκαλούν επίσης το σχηματισμό I.. Το I. δεν είναι μια μεμονωμένη ουσία, αλλά μια ομάδα πρωτεϊνών χαμηλού μοριακού βάρους (μοριακό βάρος 25.000–110.000) που είναι σταθερές σε μια ευρεία ζώνη pH, ανθεκτικές στις νουκλεάσες και αποικοδομούνται από πρωτεολυτικά ένζυμα. Ο σχηματισμός στα κύτταρα του Ι. σχετίζεται με την ανάπτυξη ενός ιού σε αυτά, δηλαδή είναι μια αντίδραση του κυττάρου στη διείσδυση ξένου νουκλεϊκού οξέος. Μετά την εξαφάνιση από ένα κύτταρο του ιού που μολύνει και σε φυσιολογικά κύτταρα Και. δεν ανευρίσκεται. Σύμφωνα με τον μηχανισμό δράσης, το I. διαφέρει θεμελιωδώς από τα αντισώματα: δεν είναι ειδικό για ιογενείς λοιμώξεις (δρα ενάντια σε διαφορετικούς ιούς), δεν εξουδετερώνει τη μολυσματικότητα του ιού, αλλά αναστέλλει την αναπαραγωγή του στο σώμα, καταστέλλοντας τη σύνθεση των ιικών νουκλεϊκών οξέων. Όταν εισέρχεται στα κύτταρα μετά την ανάπτυξη ιογενούς λοίμωξης σε αυτά, το Ι. δεν είναι αποτελεσματικό. Εξάλλου, το And., κατά κανόνα, είναι ειδικό για τα κύτταρα που το σχηματίζουν. Για παράδειγμα, το I. κυττάρων κοτόπουλου είναι ενεργό μόνο σε αυτά τα κύτταρα, αλλά δεν καταστέλλει την αναπαραγωγή του ιού σε κύτταρα κουνελιού ή ανθρώπου. Πιστεύεται ότι όχι το ίδιο το I. δρα στους ιούς, αλλά μια άλλη πρωτεΐνη που παράγεται υπό την επιρροή του. Έχουν ληφθεί ενθαρρυντικά αποτελέσματα στη δοκιμή I. για την πρόληψη και τη θεραπεία ιογενών ασθενειών (ερπητική λοίμωξη των ματιών, γρίπη, κυτταρομεγαλία). Ωστόσο, η ευρεία κλινική χρήση του Ι. περιορίζεται από τη δυσκολία λήψης του φαρμάκου, την ανάγκη για επαναλαμβανόμενη χορήγηση στον οργανισμό και την ειδικότητα του είδους του.
132. Διαζευκτικός τρόπος. Τι είναι?
1.Μια παραγωγική ιογενής λοίμωξη εμφανίζεται σε 3 περιόδους:
· αρχική περίοδοπεριλαμβάνει τα στάδια της προσρόφησης του ιού στο κύτταρο, της διείσδυσης στο κύτταρο, της αποσάθρωσης (αποπρωτεϊνοποίησης) ή του «γδύματος» του ιού. Το ιικό νουκλεϊκό οξύ απελευθερώθηκε στις κατάλληλες κυτταρικές δομές και, υπό τη δράση των ενζύμων των λυσοσωμικών κυττάρων, απελευθερώνεται από προστατευτικές πρωτεϊνικές επικαλύψεις. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια μοναδική βιολογική δομή: ένα μολυσμένο κύτταρο περιέχει 2 γονιδιώματα (δικό και ιικό) και 1 συνθετική συσκευή (κυτταρική).
Μετά από αυτό ξεκινά δεύτερη ομάδαδιαδικασίες αναπαραγωγής του ιού, συμπεριλαμβανομένων μέση τιμήκαι τελικές περιόδους,κατά την οποία συμβαίνει καταστολή του κυτταρικού και έκφραση του ιικού γονιδιώματος. Η καταστολή του κυτταρικού γονιδιώματος παρέχεται από ρυθμιστικές πρωτεΐνες χαμηλού μοριακού βάρους όπως οι ιστόνες, οι οποίες συντίθενται σε οποιοδήποτε κύτταρο. Με μια ιογενή μόλυνση, αυτή η διαδικασία ενισχύεται, τώρα το κύτταρο είναι μια δομή στην οποία η γενετική συσκευή αντιπροσωπεύεται από το ιικό γονιδίωμα και η συνθετική συσκευή αντιπροσωπεύεται από τα συνθετικά συστήματα του κυττάρου.
2. Η περαιτέρω εξέλιξη των γεγονότων στο κελί κατευθύνεταιγια αντιγραφή ιικού νουκλεϊκού οξέος(σύνθεση γενετικού υλικού για νέα ιοσωμάτια) και εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας που περιέχεται σε αυτό(σύνθεση πρωτεϊνικών συστατικών για νέα ιοσωμάτια). Σε ιούς που περιέχουν DNA, τόσο σε προκαρυωτικά όσο και σε ευκαρυωτικά κύτταρα, η αντιγραφή του DNA του ιού λαμβάνει χώρα με τη συμμετοχή της κυτταρικής πολυμεράσης DNA που εξαρτάται από το DNA. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται αρχικά ιοί που περιέχουν μονόκλωνο DNA συμπληρωματικόςκλώνος - η λεγόμενη αντιγραφική μορφή, η οποία χρησιμεύει ως πρότυπο για τα θυγατρικά μόρια του DNA.
3. Η εφαρμογή της γενετικής πληροφορίας του ιού που περιέχεται στο DNA γίνεται ως εξής:με τη συμμετοχή της εξαρτώμενης από το DNA RNA πολυμεράσης, συντίθενται mRNA, τα οποία εισέρχονται στα ριβοσώματα του κυττάρου, όπου συντίθενται ειδικές για τον ιό πρωτεΐνες. Σε ιούς που περιέχουν δίκλωνο DNA, το γονιδίωμα των οποίων μεταγράφεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ξενιστή, αυτή είναι η δική του γονιδιωματική πρωτεΐνη. Οι ιοί των οποίων τα γονιδιώματα μεταγράφονται στον πυρήνα του κυττάρου χρησιμοποιούν την κυτταρική εξαρτώμενη από DNA πολυμεράση RNA που περιέχεται εκεί.
Στο ιοί RNAδιαδικασίες αντιγραφήΤο γονιδίωμά τους, η μεταγραφή και η μετάφραση των γενετικών πληροφοριών πραγματοποιούνται με άλλους τρόπους. Η αντιγραφή του ιικού RNA, τόσο μείον όσο και με κλώνους συν, πραγματοποιείται μέσω της αντιγραφικής μορφής του RNA (συμπληρωματική του αρχικού), η σύνθεση του οποίου παρέχεται από την εξαρτώμενη από RNA πολυμεράση RNA, μια γονιδιωματική πρωτεΐνη που έχουν όλοι οι ιοί που περιέχουν RNA . Η αντιγραφική μορφή του RNA των ιών μείον κλώνους (συν-κλώνος) χρησιμεύει όχι μόνο ως πρότυπο για τη σύνθεση θυγατρικών μορίων RNA του ιού (μείον κλώνοι), αλλά εκτελεί επίσης τις λειτουργίες του mRNA, δηλαδή πηγαίνει στα ριβοσώματα και διασφαλίζει την σύνθεση ιικών πρωτεϊνών (αναμετάδοση).
Στο συν-νήμαΟι ιοί που περιέχουν RNA εκτελούν τη λειτουργία μετάφρασης των αντιγράφων τους, η σύνθεση των οποίων πραγματοποιείται μέσω της αντιγραφικής μορφής (αρνητικός κλώνος) με τη συμμετοχή ιικών πολυμερασών RNA που εξαρτώνται από RNA.
Ορισμένοι ιοί RNA (ρεοϊοί) έχουν έναν εντελώς μοναδικό μηχανισμό μεταγραφής. Παρέχεται από ένα συγκεκριμένο ιικό ένζυμο - ανάστροφη μεταγραφάση (αντίστροφη μεταγραφάση)και ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφή. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι στην αρχή σχηματίζεται ένα μεταγράφημα στη μήτρα του ιικού RNA με τη συμμετοχή της αντίστροφης μεταγραφής, η οποία είναι μια μονή αλυσίδα DNA. Πάνω του, με τη βοήθεια κυτταρικής εξαρτώμενης από DNA πολυμεράσης DNA, συντίθεται ο δεύτερος κλώνος και σχηματίζεται ένα δίκλωνο μεταγράφημα DNA. Από αυτό, με τον συνήθη τρόπο, μέσω του σχηματισμού του i-RNA, πραγματοποιούνται οι πληροφορίες του ιικού γονιδιώματος.
Το αποτέλεσμα των περιγραφόμενων διαδικασιών αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης είναι ο σχηματισμός θυγατρικά μόριαιικό νουκλεϊκό οξύ και ιικές πρωτεΐνεςκωδικοποιούνται στο γονιδίωμα του ιού.
Μετά από αυτό έρχεται τρίτη, τελευταία περίοδοςαλληλεπίδραση μεταξύ ιού και κυττάρου. Νέα ιοσωμάτια συναρμολογούνται από τα δομικά συστατικά (νουκλεϊκά οξέα και πρωτεΐνες) στις μεμβράνες του κυτταροπλασματικού δικτύου του κυττάρου. Ένα κύτταρο του οποίου το γονιδίωμα έχει καταπιεστεί (κατασταλθεί) συνήθως πεθαίνει. νεοσυσταθέντα ιοσωμάτια παθητικά(λόγω κυτταρικού θανάτου) ή δραστήρια(με εκβλάστηση) εγκαταλείπουν το κύτταρο και βρίσκονται στο περιβάλλον του.
Με αυτόν τον τρόπο, σύνθεση ιικών νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών και συγκρότηση νέων βιριόντωνεμφανίζονται σε μια ορισμένη αλληλουχία (χωρισμένη χρονικά) και σε διαφορετικές κυτταρικές δομές (χωρισμένες στο χώρο), σε σχέση με τις οποίες ονομάστηκε η μέθοδος αναπαραγωγής των ιών διαζευκτικός(διασπασμένος). Με μια αποτυχημένη ιογενή λοίμωξη, η διαδικασία αλληλεπίδρασης του ιού με το κύτταρο διακόπτεται για τον ένα ή τον άλλο λόγο πριν συμβεί η καταστολή του κυτταρικού γονιδιώματος. Προφανώς, σε αυτή την περίπτωση, η γενετική πληροφορία του ιού δεν θα πραγματοποιηθεί και η αναπαραγωγή του ιού δεν θα συμβεί και το κύτταρο διατηρεί τις λειτουργίες του αμετάβλητες.
Κατά τη διάρκεια μιας λανθάνουσας ιογενούς μόλυνσης, και τα δύο γονιδιώματα λειτουργούν ταυτόχρονα στο κύτταρο, ενώ κατά τους μετασχηματισμούς που προκαλούνται από τον ιό, το ιικό γονιδίωμα γίνεται μέρος του κυτταρικού, λειτουργεί και κληρονομείται μαζί με αυτό.
133. Ιός της ευλογιάς
Ευλογιά (Variola)- μολυσματική μεταδοτική νόσος που χαρακτηρίζεται από πυρετό και βλατιδωτό-φλυκταινώδες εξάνθημα στο δέρμα και τους βλεννογόνους.
Οι αιτιολογικοί παράγοντες της νόσου ανήκουν σε διάφορα γένη και τύπους ιών της οικογένειας της ευλογιάς (Poxviridae). Ανεξάρτητα είδη είναι οι ιοί: φυσική αγελάδα yuspa, vaccinia (γένος Orthopoxvirus), φυσική ευλογιά προβάτων, κατσίκες (γένος Carpipoxvirus), χοίροι (γένος Suipoxvirus), πτηνά (γένος Avipoxvirus) με τρία κύρια είδη (αιτιογόνοι παράγοντες της ευλογιάς κοτόπουλων, περιστεριών και καναρίνια).
Παθογόνα της ευλογιάςδιαφορετικά είδη ζώων είναι μορφολογικά παρόμοια. Πρόκειται για ιούς που περιέχουν DNA και χαρακτηρίζονται από σχετικά μεγάλα μεγέθη (170 - 350 nm), επιθηλιοτροπία και ικανότητα σχηματισμού στοιχειωδών στρογγυλεμένων εγκλεισμάτων στα κύτταρα (σωμάτια Paschen, Guarnieli, Bollinger), ορατοί κάτω από ελαφρύ μικροσκόπιο μετά τη χρώση Morozov. Αν και υπάρχει a φυλογενετικό Υπάρχει ισχυρή σχέση μεταξύ των αιτιολογικών παραγόντων της ευλογιάς σε διαφορετικά ζωικά είδη, το φάσμα της παθογένειας δεν είναι το ίδιο και οι ανοσογονικές σχέσεις δεν διατηρούνται σε όλες τις περιπτώσεις. Οι ιοί Variola των προβάτων, των κατσικιών, των χοίρων και των πτηνών είναι παθογόνοι μόνο για τα αντίστοιχα είδη και υπό φυσικές συνθήκες καθένας από αυτούς προκαλεί μια ανεξάρτητη (πρωτότυπη) ευλογιά. Οι ιοί της ευλογιάς των αγελάδων και της δαμαλίτιδας έχουν ένα ευρύ φάσμα παθογένειας, συμπεριλαμβανομένων των βοοειδών, των βουβάλων, των βάρκες, των γαϊδάρων, των μουλαριών, των καμήλων, των κουνελιών, των πιθήκων και των ανθρώπων.
Ευλογιά καμήλας VARIOLA CAMELINAμια μεταδοτική ασθένεια που εμφανίζεται με το σχηματισμό ενός χαρακτηριστικού οζώδους-φλυκταινώδους εξανθήματος ευλογιάς στο δέρμα και τους βλεννογόνους. Το όνομα της ευλογιάς Variola προέρχεται από τη λατινική λέξη Varus, που σημαίνει στραβός.
Επιζωοτολογία της νόσου.Οι καμήλες όλων των ηλικιών είναι ευαίσθητες στην ευλογιά, αλλά τα νεαρά ζώα είναι πιο συχνά και πιο βαριά άρρωστα. Σε σταθερές περιοχές με προβλήματα ευλογιάς, οι ενήλικες καμήλες σπάνια αρρωσταίνουν λόγω του γεγονότος ότι σχεδόν όλες παθαίνουν ευλογιά σε νεαρή ηλικία. Στις έγκυες καμήλες, η ευλογιά μπορεί να προκαλέσει εκτρώσεις.
Ζώα άλλων ειδών δεν είναι ευαίσθητα στον αρχικό ιό της ευλογιάς της καμήλας σε φυσικές συνθήκες. Εκτός από τις αγελάδες και τις καμήλες, τα βουβάλια, τα άλογα, τα γαϊδούρια, οι χοίροι, τα κουνέλια και άτομα που δεν έχουν ανοσία στην ευλογιά είναι ευαίσθητα στον ιό της ευλογιάς και στη δαμαλίτιδα. Από τα πειραματόζωα, τα ινδικά χοιρίδια είναι ευαίσθητα στους ιούς της ευλογιάς και της δαμαλίτιδας μετά την εφαρμογή του ιού στον τραυματισμένο κερατοειδή χιτώνα των ματιών (FA Petunii, 1958).
Οι κύριες πηγές των ιών της ευλογιάς είναι τα ζώα της ευλογιάς και τα άτομα με δαμαλίτιδα και που αναρρώνουν από υπερευαισθησία μετά από ανοσοποίηση με τον ιό της ευλογιάς σε υπολείμματα μόσχου ευλογιάς. Τα άρρωστα ζώα και οι άνθρωποι διαδίδουν τον ιό στο εξωτερικό περιβάλλον, κυρίως με το απορριπτόμενο επιθήλιο του δέρματος και του βλεννογόνου να περιέχει τον ιό. Ο ιός απελευθερώνεται επίσης στο εξωτερικό περιβάλλον με έμβρυα που έχουν αποβληθεί (K. N. Buchnev and R. G. Sadykov, 1967). Ο αιτιολογικός παράγοντας της ευλογιάς μπορεί να μεταφερθεί μηχανικά από οικόσιτα και άγρια ζώα με ανοσία στην ευλογιά, συμπεριλαμβανομένων των πτηνών, καθώς και από άτομα με ανοσία στην ευλογιά από παιδιά που έχουν εμβολιαστεί με δαμαλίτιδα.
Υπό φυσικές συνθήκες, οι υγιείς καμήλες μολύνονται μέσω της επαφής με άρρωστα ζώα σε περιοχή μολυσμένη από ιούς μέσω μολυσμένου νερού, ζωοτροφών, χώρων και ειδών φροντίδας, καθώς και αερογενώς ψεκάζοντας εκροές που περιέχουν ιούς από άρρωστα ζώα. Πιο συχνά, οι καμήλες μολύνονται όταν ο ιός εισέρχεται στο σώμα μέσω του δέρματος και των βλεννογόνων, ειδικά όταν παραβιάζεται η ακεραιότητά τους ή όταν εμφανίζεται ανεπάρκεια βιταμίνης Α.
Με τη μορφή επιζωοτίας, η ευλογιά στις καμήλες εμφανίζεται περίπου κάθε 20-25 χρόνια. Αυτή τη στιγμή, τα νεαρά ζώα είναι ιδιαίτερα σοβαρά άρρωστα. Στο διάστημα μεταξύ επιζωοτιών σε ζώνες που είναι στάσιμες ως προς την ευλογιά, στις καμήλες, η ευλογιά εμφανίζεται με τη μορφή ενζωοτικών και σποραδικών κρουσμάτων που εμφανίζονται περισσότερο ή λιγότερο τακτικά κάθε 3-6 χρόνια, κυρίως σε ζώα ηλικίας 2-4 ετών. Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα ζώα αρρωσταίνουν σχετικά εύκολα, ειδικά τη ζεστή εποχή. Σε κρύο καιρό, η ευλογιά είναι πιο σοβαρή, μεγαλύτερη και συνοδεύεται από επιπλοκές, ειδικά σε νεαρά ζώα. Σε μικρές φάρμες, σχεδόν όλες οι ευπαθείς καμήλες αρρωσταίνουν μέσα σε 2-4 εβδομάδες. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα κρούσματα ευλογιάς στις καμήλες μπορεί να προκληθούν τόσο από τον αρχικό ιό της ευλογιάς όσο και από τον ιό της ευλογιάς των αγελάδων, οι οποίοι δεν δημιουργούν ανοσία μεταξύ τους. Επομένως, οι εστίες που προκαλούνται από διαφορετικούς ιούς ευλογιάς μπορεί να διαδέχονται το ένα το άλλο ή να συμβαίνουν ταυτόχρονα.
Παθογένεσηκαθορίζεται από τον έντονο επιθηλιοτροπισμό του παθογόνου. Μόλις εισέλθει στο σώμα ενός ζώου, ο ιός πολλαπλασιάζεται και διεισδύει στο αίμα (ιαιμία), στους λεμφαδένες, στα εσωτερικά όργανα, στο επιθηλιακό στρώμα του δέρματος και στους βλεννογόνους και προκαλεί το σχηματισμό ειδικών εξανθημάτων και ενάνθεμων σε αυτά, τη σοβαρότητα εκ των οποίων εξαρτάται από την αντιδραστικότητα του οργανισμού και τη λοιμογόνο δράση του ιού, τις οδούς διείσδυσής του στο σώμα και την κατάσταση της επιθηλιακής στιβάδας. Οι θύλακες αναπτύσσονται διαδοχικά σε στάδια: από ροδοζόλα με οζίδιο έως φλύκταινα με σχηματισμό κρούστας και ουλής.
Συμπτώματα.Η περίοδος επώασης, ανάλογα με την ηλικία των καμήλων, τις ιδιότητες του ιού και το πώς εισέρχεται στον οργανισμό, κυμαίνεται από 3 έως 15 ημέρες: στα νεαρά ζώα 4-7, στους ενήλικες 6-15 ημέρες. Καμήλες από μη άνοσες καμήλες μπορεί να αρρωστήσουν 2-5 ημέρες μετά τη γέννηση. Η συντομότερη περίοδος επώασης (2-3 ημέρες) εμφανίζεται στις καμήλες αφού προσβληθούν από τον ιό της δαμαλίτιδας.
Στην πρόδρομη περίοδο, στις άρρωστες καμήλες, η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται στους 40-41 ° C, εμφανίζεται λήθαργος και άρνηση σίτισης, ο επιπεφυκότας και οι βλεννογόνοι του στόματος και της μύτης είναι υπεραιμικοί. Ωστόσο, αυτά τα σημάδια παρατηρούνται συχνά, ειδικά στην αρχή της έναρξης της νόσου στο αγρόκτημα.
Η πορεία της ευλογιάς στις καμήλες, ανάλογα με την ηλικία τους, είναι επίσης διαφορετική: σε νεαρά ζώα, ειδικά σε νεογέννητο, είναι πιο συχνά οξεία (έως 9 ημέρες). σε ενήλικες - υποξεία και χρόνια, μερικές φορές λανθάνουσα, πιο συχνά σε έγκυες καμήλες. Η πιο χαρακτηριστική μορφή ευλογιάς στις καμήλες είναι η δερματική με υποξεία πορεία της νόσου (Εικ. 1).
Στην υποξεία πορεία της νόσου απελευθερώνεται καθαρή, αργότερα θολή, γκριζωπή-βρώμικη βλέννα από το στόμα και τη μύτη. Τα ζώα κουνούν το κεφάλι τους, μυρίζουν και ρουθουνίζουν, εκτοξεύοντας το επιθήλιο που έχει προσβληθεί από τον ιό μαζί με τη βλέννα που περιέχει τον ιό. Σύντομα, σχηματίζεται πρήξιμο στην περιοχή των χειλιών, των ρουθουνιών και των βλεφάρων, που μερικές φορές εξαπλώνεται στη μεσογνάθια περιοχή, στον λαιμό, ακόμη και στην περιοχή των κολπωμάτων. Οι υπογνάθιοι και οι κατώτεροι λεμφαδένες του τραχήλου της μήτρας είναι διευρυμένοι. Τα ζώα έχουν μειωμένη όρεξη, ξαπλώνουν πιο συχνά και περισσότερο από το συνηθισμένο και σηκώνονται με μεγάλη δυσκολία. Μέχρι αυτή τη στιγμή, εμφανίζονται κοκκινωπό-γκρι κηλίδες στο δέρμα των χειλιών, της μύτης και των βλεφάρων, στη βλεννογόνο μεμβράνη του στόματος και της μύτης. κάτω από αυτά σχηματίζονται πυκνοί όζοι, οι οποίοι, αυξανόμενοι, μετατρέπονται σε γκρίζες βλατίδες και στη συνέχεια σε φλύκταινες μεγέθους μπιζελιού και φασολιού με κέντρο βύθισης και πάχυνση σαν ρολό κατά μήκος των άκρων.
Οι φλύκταινες μαλακώνουν, σκάνε και απελευθερώνεται ένα κολλώδες υγρό ανοιχτού γκρι χρώματος. Το πρήξιμο του κεφαλιού αυτή τη στιγμή εξαφανίζεται. Μετά από 3-5 ημέρες, οι ανοιγμένες φλύκταινες καλύπτονται με κρούστες. Αν δεν τραυματιστούν από χονδροειδείς ζωοτροφές, τότε η ασθένεια τελειώνει εκεί. Οι αφαιρεμένες ή πεσμένες από τις πρωτεύουσες κρούστες έχουν μια μορφή φλύκταινων που μοιάζει με αντίστροφο κρατήρα. Οι ουλές παραμένουν στη θέση των σημαδιών. Όλες αυτές οι βλάβες στο δέρμα σχηματίζονται μέσα σε 8-15 ημέρες.
Οι θύλακες σε άρρωστες καμήλες εμφανίζονται συχνά πρώτα στο κεφάλι. Στην ηλικία ενός έως τεσσάρων ετών, οι καμήλες αρρωσταίνουν, κατά κανόνα, εύκολα. Οι βλάβες εντοπίζονται στο τριχωτό της κεφαλής, κυρίως στα χείλη και τη μύτη. Στις καμήλες συχνά προσβάλλεται ο μαστός. Λίγες μέρες μετά το άνοιγμα των πρωτογενών φλυκταινών στην περιοχή της κεφαλής, σχηματίζονται βλάβες ευλογιάς στο δέρμα και σε άλλες περιοχές με χαμηλά μαλλιά του σώματος (στις περιοχές του μαστού, των μασχαλών, του περίνεου και του οσχέου, γύρω από τον πρωκτό, στο εσωτερικό του αντιβραχίου και του μηρού), και στις καμήλες επίσης στο βλεννογόνο του κόλπου. Αυτή τη στιγμή, η θερμοκρασία του σώματος των καμήλων συνήθως αυξάνεται ξανά, μερικές φορές έως και 41,5 °, και οι καμήλες τον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης φέρνουν πρόωρες και υπανάπτυκτες καμήλες, οι οποίες, κατά κανόνα, σύντομα πεθαίνουν.
Σε ορισμένα ζώα, ο κερατοειδής χιτώνας των ματιών (αγκάθι) γίνεται θολό, γεγονός που προκαλεί προσωρινή τύφλωση στο ένα μάτι για 5-10 ημέρες και στις καμήλες πιο συχνά και στα δύο μάτια. Τα μοσχάρια καμήλας που αρρωσταίνουν λίγο μετά τη γέννηση εμφανίζουν διάρροια. Σε αυτή την περίπτωση, μέσα σε 3-9 ημέρες μετά την ασθένεια, πεθαίνουν.
Με μια σχετικά καλοήθη υποξεία πορεία της ευλογιάς και συνήθως μετά από μόλυνση με τον ιό της δαμαλίτιδας, τα ζώα αναρρώνουν σε 17-22 ημέρες.
Στις ενήλικες καμήλες, οι ανοιγόμενες φλύκταινες στον στοματικό βλεννογόνο συχνά συγχωνεύονται και αιμορραγούν, ειδικά όταν τραυματίζονται από χονδροειδείς ζωοτροφές. Αυτό δυσκολεύει τη διατροφή, τα ζώα χάνουν βάρος, η διαδικασία επούλωσης καθυστερεί έως και 30-40 ημέρες και η ασθένεια γίνεται χρόνια.
Με τη γενίκευση της διαδικασίας της ευλογιάς, μερικές φορές αναπτύσσεται πυαιμία και επιπλοκές (πνευμονία, γαστρεντερίτιδα, νεκροβακτηρίωση κ.λπ.) Σε τέτοιες περιπτώσεις, η νόσος διαρκεί έως και 45 ημέρες ή περισσότερο. Υπάρχουν περιπτώσεις διαταραχών των λειτουργιών του στομάχου και του εντέρου, που συνοδεύονται από ατονία και δυσκοιλιότητα. Σε ορισμένα άρρωστα ζώα, παρατηρείται οίδημα των άκρων.
Σε καμήλες με λανθάνουσα πορεία ευλογιάς (χωρίς χαρακτηριστικά κλινικά σημεία της νόσου, μόνο με την παρουσία πυρετού), οι εκτρώσεις γίνονται 1-2 μήνες πριν από το πουλάρι (έως 17-20%).
Η πρόγνωση της νόσου στις ενήλικες καμήλες είναι ευνοϊκή, σε καμήλες με οξεία πορεία, ιδιαίτερα σε ηλικία 15-20 ημερών και σε καμήλες που γεννήθηκαν από μη ανοσίες έως ευλογιάς, δυσμενείς. Οι καμήλες είναι σοβαρά άρρωστες και πεθαίνουν έως και το 30-90%. Οι καμήλες σε ηλικία 1-3 ετών νοσούν πιο εύκολα από ευλογιά και σε μεγαλύτερη ηλικία, αν και βαριά άρρωστη, με σημάδια έντονης γενικευμένης διαδικασίας, το ποσοστό θνησιμότητας είναι χαμηλό (4-7%).
Οι παθολογικές αλλαγές χαρακτηρίζονται από τις βλάβες του δέρματος, του βλεννογόνου και του κερατοειδούς των ματιών που περιγράφονται παραπάνω. Σημειώνονται ακριβείς αιμορραγίες στο επικάρδιο και στον εντερικό βλεννογόνο. Στη θωρακική κοιλότητα στον πλευρικό υπεζωκότα, μερικές φορές είναι ορατές μικρές αιμορραγίες και οζίδια που κυμαίνονται σε μέγεθος από κόκκους κεχρί έως φακές γκρι και γκριζοκόκκινου χρώματος με πηγμένο περιεχόμενο. Η βλεννογόνος μεμβράνη του οισοφάγου καλύπτεται με οζίδια μεγέθους κεχριού, που περιβάλλονται από υψώματα που μοιάζουν με κορυφογραμμές. Η βλεννογόνος μεμβράνη της ουλής (μερικές φορές η ουροδόχος κύστη) έχει παρόμοιες αιμορραγίες και οζίδια με οδοντωτές άκρες, καθώς και μικρά έλκη με βυθισμένο ροζ κέντρο. Στις βλατίδες, μπορούν να ανιχνευθούν στοιχειώδη σώματα όπως τα σώματα Paschen, τα οποία έχουν διαγνωστική αξία όταν γίνεται μικροσκόπηση ενός παρασκευάσματος επιχρίσματος υπό βύθιση μέσω ενός συμβατικού μικροσκοπίου φωτός.
Η διάγνωση βασίζεται στην ανάλυση κλινικών και επιζωοτικών δεδομένων (λαμβάνοντας υπόψη την πιθανότητα μόλυνσης καμήλων από τον άνθρωπο), παθολογικές αλλαγές, θετικά αποτελέσματα μικροσκοπίας (κατά την επεξεργασία επιχρισμάτων από φρέσκες βλατίδες με τη μέθοδο Morozov silvering) ή ηλεκτρονοσκόπηση, όπως καθώς και βιοδοκιμές σε άτομα που είναι ευαίσθητα σε ζώα ευλογιάς. Είναι δυνατό να απομονωθεί ο ιός από τα όργανα αποβληθέντων εμβρύων καμηλών με ευλογιά. Κατά τη διάγνωση της ευλογιάς, συνιστάται επίσης η χρήση της αντίδρασης κατακρήμνισης διάχυσης σε γέλη άγαρ και η αντίδραση εξουδετέρωσης παρουσία ενεργών ειδικών ορών ή σφαιρινών.
Η διαφορική διάγνωση πραγματοποιείται σε αμφίβολες περιπτώσεις (λαμβάνοντας υπόψη κλινικά και επιζωοτικά χαρακτηριστικά). Η ευλογιά πρέπει να διαφοροποιείται από τη νεκροβακτηρίωση με μικροσκόπηση επιχρισμάτων από παθολογικό υλικό και μόλυνση λευκών ποντικών που είναι ευαίσθητα σε αυτήν. από αφθώδη πυρετό - μόλυνση ινδικών χοιριδίων με εναιώρημα παθολογικού υλικού στην πελματιαία επιφάνεια του δέρματος των πίσω ποδιών. από μυκητιασικές λοιμώξεις και ψώρα - με την εύρεση των αντίστοιχων παθογόνων μικροοργανισμών στις εξεταζόμενες ξύσεις που λαμβάνονται από τις πληγείσες περιοχές του δέρματος. από βρουκέλλωση κατά τις εκτρώσεις, αποβολές και πρόωρα πουλάρια - με εξέταση του ορού αίματος καμήλων RA και RSK και βακτηριολογική εξέταση εμβρύων με απομόνωση μικροβιακής καλλιέργειας σε θρεπτικά μέσα και μικροσκοπία (εάν είναι απαραίτητο, χρησιμοποιήστε βιοδοκιμασία σε ινδικά χοιρίδια ακολουθούμενη από βακτηριολογική εξέταση και ορολογικές εξετάσεις αίματος και ορών).
Κατά τη διάγνωση της ευλογιάς σε καμήλες, είναι επίσης απαραίτητο να αποκλειστεί μια μη μεταδοτική, αλλά μερικές φορές ευρέως διαδεδομένη ασθένεια που εμφανίζεται με δερματικές βλάβες στα χείλη και τη μύτη - yantak-bash (τουρκ.), Jantak-bas (Καζακικά), η οποία εμφανίζεται από τραυματίζοντας τους όταν τρώνε θάμνους που ονομάζονται αγκάθι καμήλας (yantak, jantak, Alhagi). Αυτή η ασθένεια μπορεί συνήθως να παρατηρηθεί το φθινόπωρο σε νεαρές καμήλες, κυρίως κάτω του ενός έτους. Οι ενήλικες καμήλες επηρεάζονται ελάχιστα από το αγκάθι της καμήλας. Με το yantak-bash, συνήθως δεν υπάρχουν οζίδια ή βλατιδώδεις βλάβες, σε αντίθεση με την ευλογιά, στον στοματικό βλεννογόνο. Η γκριζωπή επίστρωση που εμφανίζεται με το yantak-bash αφαιρείται σχετικά εύκολα. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το yantak-bash συμβάλλει στην ασθένεια της ευλογιάς στις καμήλες και συχνά προχωρά ταυτόχρονα με αυτήν.
Κατά την απομόνωση του ιού της ευλογιάς, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ο τύπος του (πρωτότυπος, αγελάδα ή δαμαλίτιδα), χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που καθορίζονται στις οδηγίες του Υπουργείου Υγείας της ΕΣΣΔ του 1968. Σχετικά με την πρόληψη της ευλογιάς στον άνθρωπο, δεδομένα που ελήφθησαν μετά μόλυνση (σε μεμονωμένες συνθήκες) καμήλων που είχαν προσβληθεί από τον ιό της ευλογιάς και μεμονωμένα παθογόνα.
Η θεραπεία των άρρωστων καμήλων είναι κυρίως συμπτωματική. Οι πληγείσες περιοχές αντιμετωπίζονται με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου (1:3000) και μετά την ξήρανση, λιπαίνονται με μείγμα 10% βάμματος ιωδίου με γλυκερίνη (1:2 ή 1:3). Μετά το άνοιγμα της ευλογιάς, υποβάλλεται σε επεξεργασία με ένα γαλάκτωμα 5% συνθομυκίνης σε ενισχυμένο ιχθυέλαιο, στο οποίο προστίθεται βάμμα ιωδίου σε αναλογία 1:15-1:20. αλοιφές - ψευδάργυρος, ιχθυόλη, πενικιλλίνη κ.λπ. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε 2% σαλικυλική ή βορική αλοιφή και 20-30% αλοιφή πρόπολης σε βαζελίνη. Σε ζεστό καιρό, ενδείκνυται αλοιφή κρεολίνης 3%, σκόνη πίσσας και εξαχλωράνης. Οι πληγείσες περιοχές λιπαίνονται με μπατονέτες εμποτισμένες σε γαλακτώματα και αλοιφές 2-3 φορές την ημέρα.
Η προσβεβλημένη βλεννογόνος μεμβράνη της στοματικής κοιλότητας πλένεται 2-3 φορές την ημέρα με διάλυμα 10% υπερμαγγανικού καλίου ή 3% διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου ή αφεψήματα φασκόμηλου, χαμομηλιού και άλλων απολυμαντικών και στυπτικών. Με την επιπεφυκίτιδα, τα μάτια πλένονται με διάλυμα 0,1% θειικού ψευδαργύρου.
Για την πρόληψη της ανάπτυξης δευτερογενούς μικροβιακής λοίμωξης και πιθανών επιπλοκών, συνιστάται η ενδομυϊκή ένεση πενικιλίνης και στρεπτομυκίνης. Με γενική αδυναμία και επιπλοκές, ενδείκνυνται καρδιακές θεραπείες.
Από ειδικά μέσα θεραπείας σε σοβαρές περιπτώσεις της νόσου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ορό ή το αίμα των καμηλών που έχουν προσβληθεί από ευλογιά (υποδόρια σε αναλογία 1-2 ml ανά 1 kg βάρους ζώου). Τα σημεία της ένεσης κόβονται προσεκτικά εκ των προτέρων και σκουπίζονται με βάμμα ιωδίου.
Οι άρρωστες καμήλες που αναρρώνουν συχνά λαμβάνουν καθαρό νερό, πολτό από πίτουρο ή αλεύρι κριθαριού, μαλακό bluegrass ή λεπτό σανό μηδικής ή φλοιούς βαμβακιού αρωματισμένους με αλεύρι κριθαριού. Σε κρύο καιρό, τα άρρωστα ζώα, ιδιαίτερα οι καμήλες, διατηρούνται σε καθαρό, στεγνό και ζεστό δωμάτιο ή καλύπτονται με κουβέρτες.
Η ανοσία στις φυσικώς άρρωστες καμήλες ευλογιάς διαρκεί έως και 20-25 χρόνια, δηλαδή σχεδόν εφ' όρου ζωής. Η φύση της ανοσίας είναι δερματική-χυμική, όπως αποδεικνύεται από την παρουσία εξουδετερωτικών αντισωμάτων στον ορό αίματος των ανακτημένων ζώων και την ανοσία των καμήλων σε επαναμόλυνση με τον ομόλογο ιό της ευλογιάς. Οι καμήλες που γεννιούνται από καμήλες που έχουν προσβληθεί από ευλογιά δεν είναι ευαίσθητες στον τύπο της ευλογιάς που είχε η καμήλα, ειδικά τα τρία πρώτα χρόνια, δηλαδή μέχρι την εφηβεία. Τα μοσχάρια καμήλας, που βρίσκονται κάτω από τη μήτρα κατά την περίοδο της επιζωοτίας, κατά κανόνα δεν παθαίνουν ευλογιά ούτε αρρωσταίνουν σχετικά εύκολα και για μικρό χρονικό διάστημα.
Τα μέτρα πρόληψης και ελέγχου είναιμε αυστηρή τήρηση όλων των μέτρων κτηνιατρικής, υγειονομικής και καραντίνας, έγκαιρη διάγνωση της νόσου και προσδιορισμό του τύπου του ιού. Δεν πρέπει να επιτρέπεται στα άτομα να φροντίζουν τις καμήλες κατά τη διάρκεια του εμβολιασμού και κατά την περίοδο μετά τον εμβολιασμό έως ότου αυτά (ή τα παιδιά τους) ολοκληρώσουν πλήρως την κλινικά έντονη αντίδρασή τους στην εμβολιαστική ευλογιά. Όλες οι καμήλες, οι αγελάδες και τα άλογα που εισέρχονται στο αγρόκτημα πρέπει να διατηρούνται σε κελί απομόνωσης για 30 ημέρες.
Όταν εμφανιστεί ευλογιά σε καμήλες, αγελάδες και άλογα, με ειδική απόφαση της επαρχιακής εκτελεστικής επιτροπής, η περιοχή, ο οικισμός ή η περιφέρεια, ο βοσκότοπος όπου εντοπίζεται αυτή η ασθένεια κηρύσσεται δυσμενής για ευλογιά και καραντίνα, λαμβάνονται περιοριστικά και υγειονομικά μέτρα.
Η εμφάνιση της ευλογιάς αναφέρεται αμέσως σε ανώτερες κτηνιατρικές οργανώσεις, γειτονικές εκμεταλλεύσεις και περιφέρειες για τη λήψη κατάλληλων μέτρων για την πρόληψη περαιτέρω εξάπλωσης της νόσου.
Προκειμένου να αποφευχθεί η μόλυνση των καμηλών από ευλογιά αγελάδων, συνιστάται η χρήση ιατρικού παρασκευάσματος - ευλογιά detritus, το οποίο χρησιμοποιείται για την ανοσοποίηση όλων των κλινικά υγιών καμήλων, ανεξάρτητα από την ηλικία, το φύλο και τη φυσιολογική τους κατάσταση (κύηση και θηλάζουσες καμήλες) σε μειονεκτούσες και απειλούμενες φάρμες ευλογιάς. Για να γίνει αυτό, το μαλλί κόβεται στο κάτω τρίτο του λαιμού της καμήλας, επεξεργάζεται με αλκοόλ-αιθέρα ή διάλυμα καρβολικού οξέος 0,5%, σκουπίζεται με βαμβάκι ή στεγνώνει, το δέρμα τραυματίζεται και εφαρμόζεται με μια χοντρή βελόνα. το άκρο ενός νυστεριού ή ενός σαρωτή 2-3 ρηχές παράλληλες γρατσουνιές 2 μήκους -4 εκ. 3-4 σταγόνες από το διαλυμένο εμβόλιο εφαρμόζονται στη φρεσκοτριμμένη επιφάνεια του δέρματος και τρίβονται ελαφρά με μια σπάτουλα. Διαλύστε το εμβόλιο όπως υποδεικνύεται στις ετικέτες των αμπούλων και των κουτιών των αμπούλων. Τα αραιωμένα και αχρησιμοποίητα εμβόλια και αμπούλες εμβολίου απολυμαίνονται με βρασμό και καταστρέφονται. Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τους εμβολιασμούς πλένονται με διάλυμα καρβολικού οξέος 3% ή διάλυμα φορμαλδεΰδης 1% και αποστειρώνονται με βρασμό.
Εάν η καμήλα δεν είχε ανοσία στην ευλογιά των αγελάδων, τότε την 5-7η ημέρα μετά τον εμβολιασμό, θα πρέπει να εμφανιστούν βλατίδες στο σημείο της ουλής. Εάν δεν υπάρχουν, ο εμβολιασμός επαναλαμβάνεται, αλλά στην αντίθετη πλευρά του λαιμού και με εμβόλιο διαφορετικής σειράς. Άτομα με ανοσία έναντι της ευλογιάς και εξοικειωμένα με τους κανόνες προσωπικής υγιεινής επιτρέπεται να φροντίζουν ανοσοποιημένες και άρρωστες καμήλες. Τα νεαρά ζώα, ειδικά από την αδύναμη ομάδα, μπορεί μερικές φορές να αντιδράσουν έντονα στον εμβολιασμό και να αρρωστήσουν με έντονα σημάδια ευλογιάς.
Οι άρρωστες καμήλες με υψηλή ανταπόκριση απομονώνονται και αντιμετωπίζονται (βλ. παραπάνω). Τα κτηνοτροφικά κτίρια και οι χώροι που έχουν μολυνθεί από τον ιό της ευλογιάς συνιστάται να απολυμαίνονται με ζεστά διαλύματα 2-4% καυστικής σόδας και καυστικής ποτάσας, διάλυμα 3% μείγματος θείου-καρβολικού ή 2-3% διαλύματα θειικού οξέος ή διαυγασμένα διαλύματα λευκαντικού, που περιέχει 2-6% ενεργό χλώριο, το οποίο αδρανοποιεί τον ιό της ευλογιάς μέσα σε 2-3 ώρες (O. Trabaev, 1970). Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε διαλύματα χλωραμίνης 3-5% και διάλυμα φορμαλδεΰδης 2%. Η κοπριά πρέπει να καίγεται ή να απολυμαίνεται βιοθερμικά. Τα πτώματα των καμηλών που έχουν πέσει με κλινικά σημεία ευλογιάς πρέπει να καούν. Γάλα από καμήλες άρρωστες και ύποπτες για ευλογιά, εάν δεν περιέχει ακαθαρσίες πύου και δεν αντενδείκνυται για οποιονδήποτε άλλο λόγο, μπορεί να καταναλωθεί μόνο μετά από βράσιμο για 5 λεπτά ή παστερίωση στους 85 ° -30 λεπτά. Το μαλλί και το δέρμα από καμήλες που σκοτώθηκαν κατά την περίοδο των προβλημάτων για τα αγροκτήματα ευλογιάς επεξεργάζονται σύμφωνα με τις οδηγίες για την απολύμανση των πρώτων υλών ζωικής προέλευσης.
Συνιστάται η άρση των περιορισμών από νοικοκυριά και οικισμούς που δεν είναι ευνοϊκοί για την ευλογιά όχι νωρίτερα από 20 ημέρες μετά την ανάρρωση όλων των ζώων και των ατόμων με ευλογιά και μετά από ενδελεχή τελική απολύμανση.
134. Χημική σύνθεση και βιοχημικές ιδιότητες ιών
1.1 Δομή και χημική σύσταση βιριόντων.
Οι μεγαλύτεροι ιοί (ιοί βαριόλα) είναι κοντά σε μέγεθος με μικρά βακτήρια, οι μικρότεροι (αιτιογόνοι παράγοντες εγκεφαλίτιδας, πολιομυελίτιδας, αφθώδους πυρετού) έως μεγάλα μόρια πρωτεΐνης που κατευθύνονται στα μόρια της αιμοσφαιρίνης του αίματος. Με άλλα λόγια, μεταξύ των ιών υπάρχουν γίγαντες και νάνοι. Για τη μέτρηση των ιών, χρησιμοποιείται μια τιμή υπό όρους που ονομάζεται νανόμετρο (nm). Ένα nm είναι ένα εκατομμυριοστό του χιλιοστού. Τα μεγέθη διαφορετικών ιών ποικίλλουν από 20 έως αρκετές εκατοντάδες του 1 nm.
Οι απλοί ιοί αποτελούνται από πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Το πιο σημαντικό μέρος ενός σωματιδίου του ιού, το νουκλεϊκό οξύ, είναι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας. Εάν τα κύτταρα των ανθρώπων, των ζώων, των φυτών και των βακτηρίων περιέχουν πάντα δύο τύπους νουκλεϊκών οξέων - το DNA του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος και το ριβονουκλεϊκό RNA, τότε μόνο ένας τύπος DNA ή RNA βρέθηκε σε διαφορετικούς ιούς, κάτι που αποτελεί τη βάση για την ταξινόμησή τους. Το δεύτερο υποχρεωτικό συστατικό του ιού, οι πρωτεΐνες διαφέρουν σε διαφορετικούς ιούς, γεγονός που τους επιτρέπει να αναγνωρίζονται χρησιμοποιώντας ανοσολογικές αντιδράσεις.
Πιο πολύπλοκοι στη δομή, οι ιοί, εκτός από πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα, περιέχουν υδατάνθρακες και λιπίδια. Κάθε ομάδα ιών έχει το δικό της σύνολο πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων και νουκλεϊκών οξέων. Ορισμένοι ιοί περιέχουν ένζυμα. Κάθε συστατικό των βιριόντων έχει ορισμένες λειτουργίες: το πρωτεϊνικό κέλυφος τα προστατεύει από δυσμενείς επιπτώσεις, το νουκλεϊκό οξύ είναι υπεύθυνο για κληρονομικές και μολυσματικές ιδιότητες και παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στη μεταβλητότητα των ιών και τα ένζυμα εμπλέκονται στην αναπαραγωγή τους. Συνήθως, το νουκλεϊκό οξύ βρίσκεται στο κέντρο του ιού και περιβάλλεται από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος (καψίδιο), σαν να είναι ντυμένο με αυτό.
Το καψίδιο αποτελείται από παρόμοια πρωτεϊνικά μόρια (καψομερή) διατεταγμένα με συγκεκριμένο τρόπο, τα οποία σχηματίζουν συμμετρικά γεωμετρικά σχήματα στη θέση τους με το νουκλεϊκό οξύ του ιού (νουκλεοκαψίδιο). Στην περίπτωση της κυβικής συμμετρίας του νουκλεοκαψιδίου, ο κλώνος νουκλεϊκού οξέος τυλίγεται σε μια σφαίρα και τα καψομερή συσκευάζονται σφιχτά γύρω του. Έτσι οι ιοί της πολιομυελίτιδας, του αφθώδους πυρετού κ.λπ.
Με ελικοειδή (ράβδος) συμμετρία του νουκλεοκαψιδίου, το νήμα του ιού συστρέφεται με τη μορφή σπείρας, κάθε ένα από τα πηνία του καλύπτεται με καψομερή που είναι σκοτεινά γειτονικά το ένα με το άλλο. Η δομή των καψομερών και η εμφάνιση ιοσωμάτων μπορούν να παρατηρηθούν χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία.
Οι περισσότεροι από τους ιούς που προκαλούν λοιμώξεις σε ανθρώπους και ζώα έχουν κυβικό τύπο συμμετρίας. Το καψίδιο έχει σχεδόν πάντα τη μορφή ενός εικοσάεδρου κανονικού εικοσάπλευρου εξάεδρου με δώδεκα κορυφές και με όψεις ισόπλευρων τριγώνων.
Πολλοί ιοί έχουν εξωτερικό κέλυφος εκτός από το πρωτεϊνικό καψίδιο. Εκτός από τις ιικές πρωτεΐνες και τις γλυκοπρωτεΐνες, περιέχει επίσης λιπίδια δανεισμένα από την πλασματική μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή. Ο ιός της γρίπης είναι ένα παράδειγμα ενός ελικοειδούς περιβλήματος ιού με κυβικό τύπο συμμετρίας.
Η σύγχρονη ταξινόμηση των ιών βασίζεται στον τύπο και το σχήμα του νουκλεϊκού τους οξέος, τον τύπο της συμμετρίας και την παρουσία ή απουσία εξωτερικού κελύφους.
Βιοχημικές ιδιότητες - βλ. εγχειρίδιο!!!
135. Κομμάτια οργάνων που διατηρούν λειτουργική και πολλαπλασιαστική δραστηριότητα in vitro
Κυτταρικής καλλιέργειας
κύτταρα οποιουδήποτε ζωικού ιστού ικανά να αναπτυχθούν με τη μορφή μονοστοιβάδας υπό τεχνητές συνθήκες σε γυάλινη ή πλαστική επιφάνεια γεμάτη με ειδικό θρεπτικό μέσο. Η πηγή των κυττάρων είναι πρόσφατα ληφθείς ζωικός ιστός - πρωτογενή κύτταρα,εργαστηριακά στελέχη κυττάρων - μεταμοσχευθεί σε-ry. κύτταρα.Τα εμβρυϊκά και τα καρκινικά κύτταρα έχουν την καλύτερη ικανότητα να αναπτύσσονται υπό τεχνητές συνθήκες. Το διπλοειδές to-ra των κυττάρων ανθρώπου και πιθήκου διέρχεται περιορισμένο αριθμό φορές, επομένως μερικές φορές ονομάζεται ημι-μεταμοσχευτικό σε σμήνος κυττάρων.Στάδια παραλαβής των κυττάρων: σύνθλιψη μιας πηγής. θεραπεία θρυψίνης? απελευθέρωση από υπολείμματα? τυποποίηση του αριθμού των κυττάρων που αιωρούνται σε ένα θρεπτικό μέσο με αντιβιοτικά· έκχυση σε δοκιμαστικούς σωλήνες ή φιαλίδια, στα οποία τα κύτταρα εγκαθίστανται στα τοιχώματα ή στον πυθμένα και αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται. έλεγχος του σχηματισμού μιας μονοστιβάδας. Τα κύτταρα To-ry χρησιμοποιούνται για την απομόνωση του ιού από τη μελέτη. υλικό, για τη συσσώρευση ιικού εναιωρήματος, η μελέτη του Στ. Πρόσφατα, έχει χρησιμοποιηθεί στη βακτηριολογία.
136. Παραισθησίας. Τι είναι?
ΠΑΡΕΣΘΗΣΙΑ(από τα ελληνικά παρά-εγγύς, παρά και αίσθημα), μερικές φορές ονομάζονται και δυσαισθησία, αισθήσεις μουδιάσματος, μυρμηκίασης, χτύπημα χήνας (μυρμηκίαση, μυρμηκισμός, φορμικάτιο), κάψιμο, κνησμός, επώδυνο κρύο (δηλ. δεν προκαλείται από εξωτερικό ερεθισμό ) ν. ψυχοαισθησία), κινήσεις κ.λπ., αισθήσεις σε προφανώς διατηρημένα μέλη σε ακρωτηριασμένους (pseudomelia paraesthetica). Τα αίτια της Π. μπορεί να είναι διαφορετικά. Η Π. μπορεί να εμφανιστεί ως αποτέλεσμα τοπικών αλλαγών στην κυκλοφορία του αίματος, με νόσο του Renaud, με ερυθρομελαλγία, με ακροπαραισθησία, με ενδαρτηρίτιδα, ως αρχικό σύμπτωμα αυτόματης γάγγραινας. Μερικές φορές εμφανίζονται με βλάβη στο νευρικό σύστημα, με τραυματική νευρίτιδα (πρβλ. τυπική. Π. με μώλωπα του n. ulnaris στην περιοχή του sulcus olecrani), με τοξική και λοιμώδη νευρίτιδα, με ριζίτιδα, με νωτιαία παχυμηνιγγίτιδα (συμπίεση οι ρίζες), με οξεία και χρόν. μυελίτιδα, ιδιαίτερα με συμπίεση του νωτιαίου μυελού (όγκοι του νωτιαίου μυελού) και με tabes ραχιαία. Η διαγνωστική τους αξία σε όλες αυτές τις περιπτώσεις είναι ίδια με τη διαγνωστική αξία του πόνου, της αναισθησίας και της υπεραισθησίας: εμφανίζονται σε ορισμένες περιοχές, κατά μήκος της οδού του ενός ή του άλλου περιφερικού νεύρου ή στην περιοχή της μιας ή της άλλης ριζικής νεύρωσης, μπορούν δίνουν πολύτιμες ενδείξεις για τη θέση της παθολογίας. επεξεργάζομαι, διαδικασία. Τα αντικείμενα είναι επίσης πιθανά ως εκδηλώσεις εγκεφαλικής βλάβης. Έτσι, με την επιληψία του φλοιού, οι κρίσεις αρχίζουν συχνά με P., εντοπισμένο στο άκρο από το οποίο στη συνέχεια αρχίζουν οι σπασμοί. Συχνά παρατηρούνται και στην εγκεφαλική αρτηριοσκλήρωση ή στην εγκεφαλική σύφιλη και ενίοτε είναι προάγγελοι αποπληκτικού εγκεφαλικού.- Ξεχωριστή θέση καταλαμβάνει το λεγόμενο. ψυχικό P., δηλαδή P. ψυχογενούς, υποχονδριακής προέλευσης, για το οποίο είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό ότι δεν έχουν έναν στοιχειώδη, όπως οργανικό, αλλά έναν περίπλοκο χαρακτήρα - "σέρνοντας σκουλήκια κάτω από το τριχωτό της κεφαλής", "σηκώνοντας μια μπάλα από την κοιλιά μέχρι το λαιμό» (Oppenheim) κ.λπ. Η διαγνωστική τους αξία είναι φυσικά εντελώς διαφορετική από αυτή του οργανικού Π.
137. Κανόνες για προφυλάξεις εργασίας και ασφάλειας με υλικό που περιέχει ιούς
138. Ιός λοιμώδους ρινοτραχειίτιδας βοοειδών
Λοιμώδης ρινοτραχειίτιδα(λατ. - Rhinotracheitis infectiosa bovum; Αγγλικά - Infectious bovine rhinotracheites; IRT, εξάνθημα με φουσκάλες, μολυσματική αιδοιοκολπίτιδα, μολυσματική ρινίτιδα, "κόκκινη μύτη", μολυσματική καταρροή της ανώτερης αναπνευστικής οδού) είναι μια οξεία μεταδοτική ασθένεια που χαρακτηρίζεται κυρίως από βοοειδή, νεκρωτικές βλάβες της αναπνευστικής οδού, πυρετός, γενική κατάθλιψη και επιπεφυκίτιδα, καθώς και φλυκταινώδης αιδοιοκολπίτιδα και αποβολές.
Ο αιτιολογικός παράγοντας του IRT - Herpesvirus bovis 1, ανήκει στην οικογένεια των ερπητοϊών, που περιέχει DNA, η διάμετρος του ιού είναι 120 ... 140 nm. 9 δομικές πρωτεΐνες αυτού του ιού έχουν απομονωθεί και χαρακτηριστεί.
Ο ιός RTI καλλιεργείται εύκολα σε πολλές κυτταρικές καλλιέργειες, προκαλώντας CPE. Η αναπαραγωγή του ιού συνοδεύεται από την καταστολή της μιτωτικής κυτταρικής διαίρεσης και το σχηματισμό ενδοπυρηνικών εγκλεισμάτων. Έχει επίσης αιμοσυγκολλητικές ιδιότητες και τροπισμό για τα κύτταρα των αναπνευστικών και αναπαραγωγικών οργάνων και μπορεί να μεταναστεύσει από τους βλεννογόνους στο κεντρικό νευρικό σύστημα, μπορεί να μολύνει το έμβρυο στο τέλος του πρώτου και δεύτερου μισού της εγκυμοσύνης.
Στους - 60 ... -70 "C, ο ιός επιβιώνει 7 ... 9 μήνες, στους 56 ° C απενεργοποιείται μετά από 20 λεπτά, στους 37 ° C - μετά από 4 ... 10 ημέρες, στους 22 ° C - μετά από 50 ημέρες. Στις 4 " Με τη δραστηριότητα του ιού μειώνεται ελαφρά. Η κατάψυξη και η απόψυξη μειώνει τη λοιμογόνο δράση και την ανοσογονική δράση του.
Τα διαλύματα φορμαλίνης 1: 500 απενεργοποιούν τον ιό μετά από 24 ώρες, 1: 4000 - μετά από 46 ώρες, 1: 5000 - μετά από 96 ώρες. Σε όξινο περιβάλλον, ο ιός χάνει γρήγορα τη δραστηριότητά του, παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα (έως 9 μήνες) σε pH 6,0 ... 9,0 και θερμοκρασία 4 °C. Υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με την επιβίωση του ιού σε σπέρμα ταύρου που αποθηκεύεται σε θερμοκρασία ξηρού πάγου για 4 ... 12 μήνες και σε υγρό άζωτο - για 1 χρόνο. Η πιθανότητα αδρανοποίησης του ιού στο σπέρμα ταύρου φάνηκε όταν υποβλήθηκε σε θεραπεία με διάλυμα θρυψίνης 0,3%.
Πηγές του αιτιολογικού παράγοντα της μόλυνσης είναι άρρωστα ζώα και λανθάνοντες φορείς ιών. Μετά τη μόλυνση με ένα λοιμογόνο στέλεχος, όλα τα ζώα γίνονται λανθάνοντες φορείς του ιού. Οι ταύροι αναπαραγωγής είναι πολύ επικίνδυνοι, γιατί αφού αρρωστήσουν εκκρίνουν τον ιό για 6 μήνες και μπορούν να μολύνουν τις αγελάδες κατά το ζευγάρωμα. Ο ιός απελευθερώνεται στο περιβάλλον με ρινικές εκκρίσεις, εκκρίσεις από τα μάτια και τα γεννητικά όργανα, με γάλα, ούρα, κόπρανα και σπέρμα. Το Wildebeest πιστεύεται ότι είναι η δεξαμενή του ιού RTI στις αφρικανικές χώρες. Επιπλέον, ο ιός μπορεί να αναπαραχθεί στα τσιμπούρια, τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην πρόκληση της νόσου στα βοοειδή.
Οι παράγοντες μετάδοσης του ιού είναι ο αέρας, οι ζωοτροφές, το σπέρμα, τα οχήματα, τα είδη περιποίησης, τα πτηνά, τα έντομα, καθώς και οι άνθρωποι (εργάτες αγροκτημάτων). Τρόποι μετάδοσης - επαφής, αερομεταφερόμενος, μεταδοτικός, διατροφικός.
Ευπαθή ζώα είναι τα βοοειδή ανεξαρτήτως φύλου και ηλικίας. Η ασθένεια είναι πιο σοβαρή στα βοοειδή. Στο πείραμα, ήταν δυνατό να μολυνθούν πρόβατα, κατσίκες, χοίροι και ελάφια. Τα ζώα συνήθως αρρωσταίνουν 10...15 ημέρες μετά την είσοδο σε μια δυσλειτουργική φάρμα.
Η συχνότητα εμφάνισης RTI είναι 30...100%, η θνησιμότητα - 1...15%, μπορεί να είναι υψηλότερη εάν η νόσος επιπλέκεται από άλλες λοιμώξεις του αναπνευστικού.
Στις πρωτογενείς εστίες η νόσος προσβάλλει σχεδόν ολόκληρο το ζωικό κεφάλαιο, ενώ η θνησιμότητα φτάνει το 18%. Το IRT εμφανίζεται συχνά σε φάρμες βιομηχανικού τύπου όταν συμπληρώνονται ομάδες ζώων που προέρχονται από διαφορετικές φάρμες.
Όταν εισέρχεται στους βλεννογόνους του αναπνευστικού ή του γεννητικού συστήματος, ο ιός εισβάλλει στα επιθηλιακά κύτταρα, όπου πολλαπλασιάζεται, προκαλώντας το θάνατο και την απολέπιση τους. Στη συνέχεια σχηματίζονται έλκη στην επιφάνεια της βλεννογόνου μεμβράνης της αναπνευστικής οδού και σχηματίζονται οζίδια και φλύκταινες στην γεννητική οδό. Από τις πρωτογενείς βλάβες, ο ιός εισέρχεται στους βρόγχους με αέρα και από την ανώτερη αναπνευστική οδό μπορεί να εισέλθει στον επιπεφυκότα, όπου προκαλεί εκφυλιστικές αλλαγές στα προσβεβλημένα κύτταρα, γεγονός που προκαλεί φλεγμονώδη απόκριση του σώματος. Στη συνέχεια ο ιός προσροφάται στα λευκοκύτταρα και εξαπλώνεται μέσω των λεμφαδένων και από εκεί εισέρχεται στο αίμα. Η ιαιμία συνοδεύεται από γενική κατάθλιψη του ζώου, πυρετό. Στα μοσχάρια, ο ιός μπορεί να μεταφερθεί με αίμα στα παρεγχυματικά όργανα, όπου πολλαπλασιάζεται, προκαλώντας εκφυλιστικές αλλαγές. Όταν ο ιός διέρχεται από τους αιματοεγκεφαλικούς και πλακουντιακούς φραγμούς, εμφανίζονται παθολογικές αλλαγές στον εγκέφαλο, τον πλακούντα, τη μήτρα και το έμβρυο. Η παθολογική διαδικασία εξαρτάται επίσης σε μεγάλο βαθμό από τις επιπλοκές που προκαλούνται από τη μικροχλωρίδα.
Η περίοδος επώασης είναι κατά μέσο όρο 2-4 ημέρες, πολύ σπάνια περισσότερο. Βασικά, η ασθένεια είναι οξεία. Υπάρχουν πέντε μορφές IRT: λοιμώξεις του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος, κολπίτιδα, εγκεφαλίτιδα, επιπεφυκίτιδα και αρθρίτιδα.
Με την ήττα των αναπνευστικών οργάνων, είναι δυνατή η χρόνια ορογόνος-πυώδης πνευμονία, στην οποία πεθαίνουν περίπου το 20% των μόσχων. Στη μορφή των γεννητικών οργάνων, επηρεάζονται τα εξωτερικά γεννητικά όργανα, μερικές φορές αναπτύσσεται ενδομητρίτιδα στις αγελάδες και ορχίτιδα στις γεννήσεις, που μπορεί να προκαλέσει στειρότητα. Σε ταύρους που χρησιμοποιούνται για τεχνητή γονιμοποίηση, η IRT εκδηλώνεται με υποτροπιάζουσα δερματίτιδα στο περίνεο, τους γλουτούς, γύρω από τον πρωκτό, μερικές φορές στην ουρά, στο όσχεο. Το σπέρμα που έχει μολυνθεί από ιούς μπορεί να προκαλέσει ενδομητρίτιδα και στειρότητα στις αγελάδες.
Οι εκτρώσεις και ο θάνατος του εμβρύου στη μήτρα σημειώνονται 3 εβδομάδες μετά τη μόλυνση, γεγονός που συμπίπτει με την αύξηση του τίτλου των αντισωμάτων στο αίμα των εγκύων αγελάδων που αναρρώνουν, η παρουσία των οποίων δεν εμποδίζει τις αμβλώσεις και τον θάνατο του εμβρύου στη μήτρα.
Παρατηρήθηκε μια τάση της IRT σε μια λανθάνουσα πορεία γεννητική μορφή.Στο επιθήλιο της βλεννογόνου μεμβράνης του κόλπου, στον προθάλαμο και τον αιδοίο του, σχηματίζονται πολυάριθμες φλύκταινες διαφορετικών μεγεθών (φλυκταινώδης αιδοιοκολπίτιδα). Στη θέση τους εμφανίζονται διαβρώσεις και πληγές. Μετά την επούλωση των ελκωτικών βλαβών, οι υπεραιμικοί όζοι παραμένουν στον βλεννογόνο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στους άρρωστους ταύρους, η διαδικασία εντοπίζεται στον πρόποδα και στο πέος. Χαρακτηριστικός είναι ο σχηματισμός φλύκταινων και κυστιδίων. Σε ένα μικρό ποσοστό εγκύων αγελάδων, είναι πιθανές οι αμβλώσεις, η απορρόφηση του εμβρύου ή ο πρόωρος τοκετός. Τα ζώα που είχαν αποβληθεί, κατά κανόνα, είχαν προηγουμένως ρινοτραχειίτιδα ή επιπεφυκίτιδα. Μεταξύ των αγελάδων που έχουν αποβληθεί, δεν αποκλείονται θανατηφόρα αποτελέσματα λόγω μητρίτιδας και εμβρυϊκής αποσύνθεσης. Ωστόσο, οι περιπτώσεις αμβλώσεων δεν είναι ασυνήθιστες απουσία φλεγμονωδών διεργασιών στον βλεννογόνο της μήτρας της αγελάδας. Με την IRT, υπάρχουν περιπτώσεις οξείας μαστίτιδας. Ο μαστός είναι έντονα φλεγμονώδης και διευρυμένος, επώδυνος κατά την ψηλάφηση. Η απόδοση γάλακτος μειώνεται απότομα.
Στο μηνιγγοεγκεφαλίτιδαμαζί με την καταπίεση, σημειώνεται διαταραχή των κινητικών λειτουργιών και ανισορροπία. Η ασθένεια συνοδεύεται από μυϊκό τρόμο, χαμήλωμα, τρίξιμο των δοντιών, σπασμούς, σιελόρροια. Αυτή η μορφή της νόσου προσβάλλει κυρίως μοσχάρια ηλικίας 2-6 μηνών.
Αναπνευστική μορφήΗ λοίμωξη χαρακτηρίζεται από ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος έως και 41 ... 42 "C, υπεραιμία του ρινικού βλεννογόνου, του ρινοφάρυγγα και της τραχείας, κατάθλιψη, ξηρός επώδυνος βήχας, άφθονη ορώδης-βλεννώδης έκκριση από τη μύτη (ρινίτιδα) και αφρώδη σιελόρροια Καθώς αναπτύσσεται η νόσος, η βλέννα γίνεται παχύρρευστη, σχηματίζονται βλεννώδεις βύσματα και εστίες νέκρωσης στην αναπνευστική οδό. Σε σοβαρές περιπτώσεις της νόσου, σημειώνονται σημεία ασφυξίας. Η υπεραιμία επεκτείνεται στον ρινικό καθρέφτη («κόκκινη μύτη»). Ο αιτιολογικός ρόλος του ιού IRT στη μαζική κερατοεπιπεφυκίτιδα νεαρών βοοειδών έχει αποδειχθεί. Στα νεαρά βοοειδή, η ασθένεια μερικές φορές εκδηλώνεται ως εγκεφαλίτιδα.Ξεκινά με ξαφνικό ενθουσιασμό, ταραχή και επιθετικότητα, μειωμένο συντονισμό των κινήσεων. Η θερμοκρασία του σώματος είναι φυσιολογική. Σε νεαρά μοσχάρια, ορισμένα στελέχη του ιού RTI προκαλούν οξεία γαστρεντερική νόσο.
Γενικά, σε άρρωστα ζώα, η αναπνευστική μορφή εκφράζεται κλινικά καθαρά, η γεννητική μορφή συχνά περνά απαρατήρητη.
Η αυτοψία ζώων που θανατώθηκαν ή πέθαναν σε οξεία αναπνευστική μορφή συνήθως αποκαλύπτει σημάδια ορώδους επιπεφυκίτιδας, καταρροϊκής-πυώδους ρινίτιδας, λαρυγγίτιδας και τραχειίτιδας, καθώς και βλάβη στους βλεννογόνους των προσφυτικών κοιλοτήτων. Η βλεννογόνος μεμβράνη των κόγχων είναι οιδηματώδης και υπεραιμική, καλυμμένη με βλεννοπυώδεις επικαλύψεις. Κατά τόπους αποκαλύπτονται διαβρωτικές βλάβες διαφόρων σχημάτων και μεγεθών. Το πυώδες εξίδρωμα συσσωρεύεται στις ρινικές και τις προσφυτικές κοιλότητες. Στους βλεννογόνους του λάρυγγα και της τραχείας, πετεχειώδεις αιμορραγίες και διαβρώσεις. Σε σοβαρές περιπτώσεις, ο βλεννογόνος της τραχείας υφίσταται εστιακή νέκρωση· σε νεκρά ζώα, είναι δυνατή η βρογχοπνευμονία. Στους πνεύμονες υπάρχουν εστιακές περιοχές ατελεκτασίας. Ο αυλός των κυψελίδων και των βρόγχων στις πληγείσες περιοχές είναι γεμάτος με οροπυώδες εξίδρωμα. Σοβαρό οίδημα του διάμεσου ιστού. Όταν προσβάλλονται τα μάτια, ο επιπεφυκότας του βλεφάρου είναι υπεραιμικός, με οίδημα, το οποίο επεκτείνεται και στον επιπεφυκότα του βολβού. Ο επιπεφυκότας καλύπτεται με σμηγματογόνο πλάκα. Συχνά, σχηματίζονται θηλώδεις φυμάτιοι μεγέθους περίπου 2 mm, μικρές διαβρώσεις και πληγές.
Στη γεννητική μορφή, οι φλύκταινες, οι διαβρώσεις και οι πληγές είναι ορατές στον πολύ φλεγμονώδη βλεννογόνο του κόλπου και του αιδοίου σε διάφορα στάδια ανάπτυξης. Εκτός από την αιδοιοκολπίτιδα, μπορεί να ανιχνευθεί οροκαταρροϊκή ή πυώδης τραχηλίτιδα, ενδομητρίτιδα και πολύ λιγότερο συχνά πρωκτίτιδα. Στους αδελφούς, σε σοβαρές περιπτώσεις, η φλυκταινώδης μπαλανοποσθίτιδα ενώνεται με τη φλυκταινώδη βαλανοποσθίτιδα.
Τα νωπά αποκομμένα έμβρυα είναι συνήθως οιδηματώδη, με μικρά αυτολυτικά φαινόμενα. Μικρές αιμορραγίες στους βλεννογόνους και ορώδεις μεμβράνες. Μετά από ένα μεγαλύτερο διάστημα μετά το θάνατο του εμβρύου, οι αλλαγές είναι πιο σοβαρές. στον ενδομυϊκό συνδετικό ιστό και στις κοιλότητες του σώματος, συσσωρεύεται ένα σκούρο κόκκινο υγρό, στα παρεγχυματικά όργανα - εστίες νέκρωσης.
Όταν προσβάλλεται ο μαστός, ανιχνεύεται οροπυώδης διάχυτη μαστίτιδα. Η επιφάνεια κοπής είναι οιδηματώδης, ευδιάκριτα κοκκοποιημένη λόγω αύξησης των προσβεβλημένων λοβών. Όταν πιέζεται, ένα θολό μυστικό που μοιάζει με πύον ρέει από αυτό. Η βλεννογόνος μεμβράνη της στέρνας είναι υπεραιμική, διογκωμένη, με αιμορραγίες. Με εγκεφαλίτιδα στον εγκέφαλο, ανιχνεύεται υπεραιμία των αιμοφόρων αγγείων, οίδημα ιστών και μικρές αιμορραγίες.
Η IRT διαγιγνώσκεται με βάση κλινικά και επιζωοτολογικά δεδομένα, παθολογικές αλλαγές σε όργανα και ιστούς με υποχρεωτική επιβεβαίωση με εργαστηριακές μεθόδους. Η λανθάνουσα μόλυνση διαπιστώνεται μόνο με εργαστηριακές εξετάσεις.
Η εργαστηριακή διάγνωση περιλαμβάνει: 1) απομόνωση ιού από παθολογικό υλικό σε κυτταρική καλλιέργεια και ταυτοποίησή του σε RN ή RIF. 2) ανίχνευση αντιγόνων του ιού RTI σε παθολογικό υλικό με χρήση RIF. 3) ανίχνευση αντιγόνων στον ορό αίματος άρρωστων και αναρρωμένων ζώων (αναδρομική διάγνωση) σε RN ή RIGA.
Για ιολογική εξέταση, η βλέννα λαμβάνεται από άρρωστα ζώα από τη ρινική κοιλότητα, τα μάτια, τον κόλπο, τον πρόποδα. από τους αναγκαστικά νεκρούς και πεσμένους - κομμάτια ρινικού διαφράγματος, τραχείας, πνεύμονα, ήπατος, σπλήνας, εγκεφάλου, περιφερειακών λεμφαδένων, που λαμβάνονται το αργότερο 2 ώρες μετά το θάνατο. Επίσης λαμβάνεται ορός αίματος για αναδρομική ορολογική διάγνωση. Για εργαστηριακή διάγνωση IRTχρησιμοποιήστε ένα σύνολο διαγνωστικών IRT βοοειδών και ένα σύνολο διαγνωστικών ερυθροκυττάρων για την οροδιάγνωση της λοίμωξης στο RIGA.
Η διάγνωση της IRT πραγματοποιείται παράλληλα με τη μελέτη του υλικού για παραγρίππη-3, λοίμωξη από αδενοϊό, αναπνευστική συγκυτιακή λοίμωξη και ιογενή διάρροια.
Η προκαταρκτική διάγνωση για IRT σε βοοειδή γίνεται με βάση τα θετικά αποτελέσματα της ανίχνευσης αντιγόνου σε παθολογικό υλικό χρησιμοποιώντας ΥΦΑΛΟΣλαμβάνοντας υπόψη επιζωοτολογικά και κλινικά δεδομένα, καθώς και παθολογικές αλλαγές. Η τελική διάγνωση τίθεται με βάση τη σύμπτωση των αποτελεσμάτων του RIF με την απομόνωση και ταυτοποίηση του ιού.
Στη διαφορική διάγνωση της λοιμώδους ρινοτραχειίτιδας, είναι απαραίτητο να αποκλειστούν ο αφθώδης πυρετός, ο κακοήθης καταρροϊκός πυρετός, η παραγρίππη-3, οι λοιμώξεις από αδενοϊούς και χλαμύδια, η ιογενής διάρροια, η αναπνευστική συγκυτιακή λοίμωξη, η παστερέλλωση.
Η ασθένεια συνοδεύεται από επίμονη και μακροχρόνια ανοσία, η οποία μπορεί να μεταδοθεί στους απογόνους με αντισώματα πρωτόγαλα. Η ανοσία των αναρρωμένων ζώων διαρκεί τουλάχιστον 1,5...2 χρόνια, ωστόσο, ακόμη και η έντονη χυμική ανοσία δεν εμποδίζει την επιμονή του ιού σε ζώα που αναρρώνουν και θα πρέπει να θεωρούνται ως πιθανή πηγή μόλυνσης για άλλα ζώα. Επομένως, όλα τα ζώα με αντισώματα κατά της RTI θα πρέπει να θεωρούνται φορείς του λανθάνοντος ιού.
139. Η δεξαμενή θρεπτικών ουσιών στα αναπτυσσόμενα έμβρυα πτηνών είναι
Δεδομένης της πολύπλοκης και μάλλον χρονοβόρας διαδικασίας εμβρυογένεσης στα πτηνά, είναι απαραίτητο να σχηματιστούν ειδικά προσωρινά εξωεμβρυϊκά - προσωρινά όργανα. Το πρώτο από αυτά σχηματίζει τον σάκο του κρόκου, και στη συνέχεια τα υπόλοιπα προσωρινά όργανα: την αμνιακή μεμβράνη (αμνίο), την ορώδη μεμβράνη, την αλλαντοΐδα. Στην εξέλιξη προηγουμένως, ο σάκος του κρόκου βρέθηκε μόνο σε οξύρρυγχους, οι οποίοι έχουν ένα έντονα τελοκιθαλικό κύτταρο και η διαδικασία της εμβρυογένεσης είναι πολύπλοκη και χρονοβόρα. Κατά τον σχηματισμό του σάκου του κρόκου σημειώνεται ρύπανση του κρόκου με τμήματα των φύλλων, που ονομάζουμε εξωεμβρυϊκά φύλλα ή εξωεμβρυικό υλικό. Αλλά το εξωεμβρυικό ενδόδερμα αρχίζει να αναπτύσσεται στην άκρη του κρόκου. Το εξωεμβρυϊκό μεσόδερμα διαστρωματώνεται σε 2 φύλλα: το σπλαχνικό και το βρεγματικό, ενώ το σπλαχνικό φύλλο γειτνιάζει με το εξωεμβρυϊκό ενδόδερμα και το βρεγματικό - με το εξωεμβρυϊκό εξώδερμα.
Το εξωεμβρυϊκό εξώδερμα σπρώχνει την πρωτεΐνη στην άκρη και επίσης μεγαλώνει υπερβολικά τον κρόκο. Σταδιακά, οι μάζες του κρόκου περιβάλλονται πλήρως από ένα τοίχωμα που αποτελείται από το εξωεμβρυϊκό ενδόδερμα και το σπλαχνικό φύλλο του εξωεμβρυονικού μεσόδερμου - σχηματίζεται το πρώτο προσωρινό όργανο, ο σάκος του κρόκου.
Λειτουργίες του σάκου του κρόκου. Τα ενδοδερμικά κύτταρα του σάκου του κρόκου αρχίζουν να εκκρίνουν υδρολυτικά ένζυμα που διασπούν τις μάζες του κρόκου. Τα προϊόντα διάσπασης απορροφώνται και μεταφέρονται μέσω των αιμοφόρων αγγείων στο έμβρυο. Έτσι ο σάκος κρόκου παρέχει τροφική λειτουργία. Από το σπλαχνικό μεσόδερμα σχηματίζονται τα πρώτα αιμοφόρα αγγεία και τα πρώτα αιμοσφαίρια και, επομένως, ο σάκος του κρόκου εκτελεί και αιμοποιητική λειτουργία. Στα πτηνά και στα θηλαστικά, μεταξύ των κυττάρων του σάκου του κρόκου, τα κύτταρα του γεννητικού οφθαλμού, του γονοβλάστη, βρίσκονται νωρίς.
140. Επανενεργοποίηση. Τι είναι?
Με την αλλαγή του γονότυπου, οι μεταλλάξεις χωρίζονται σε σημειακές (εντοπισμένες σε μεμονωμένα γονίδια) και σε γονίδιο (που επηρεάζουν μεγαλύτερα τμήματα του γονιδιώματος).
Η μόλυνση από ιούς των ευαίσθητων κυττάρων είναι πολλαπλής φύσης, δηλ. πολλά ιοσωμάτια εισέρχονται στο κύτταρο ταυτόχρονα. Σε αυτή την περίπτωση, τα ιικά γονιδιώματα στη διαδικασία αντιγραφής μπορούν να συνεργαστούν ή να παρέμβουν. Οι συνεργατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ιών αντιπροσωπεύονται από γενετικό ανασυνδυασμό, γενετική επανενεργοποίηση, συμπλήρωση και φαινοτυπική ανάμειξη.
Ο γενετικός ανασυνδυασμός είναι πιο συχνός σε ιούς που περιέχουν DNA ή ιούς που περιέχουν RNA με κατακερματισμένο γονιδίωμα (ιός γρίπης). Κατά τη διάρκεια του γενετικού ανασυνδυασμού, λαμβάνει χώρα μια ανταλλαγή μεταξύ ομόλογων περιοχών ιικών γονιδιωμάτων.
Παρατηρείται γενετική επανενεργοποίηση μεταξύ των γονιδιωμάτων συγγενών ιών με μεταλλάξεις σε διαφορετικά γονίδια. Όταν το γενετικό υλικό αναδιανέμεται, σχηματίζεται ένα πλήρες γονιδίωμα.
Η συμπλήρωση συμβαίνει όταν ένας από τους ιούς που μολύνουν ένα κύτταρο συνθέτει μια μη λειτουργική πρωτεΐνη ως αποτέλεσμα μιας μετάλλαξης. Ο ιός άγριου τύπου, που συνθέτει μια πλήρη πρωτεΐνη, αναπληρώνει την απουσία της στον μεταλλαγμένο ιό.
Είναι δυνατό να διατηρηθεί η ζωή ιστών και οργάνων εκτός του σώματος με την ανάπτυξή τους σε καλλιέργεια. Για πρώτη φορά, προσπάθειες διατήρησης της ζωτικής δραστηριότητας ανθρώπινων και ζωικών κυττάρων σε εργαστηριακές συνθήκες έγιναν το 1907 από τον Harrion και το 1912 από τον Carrel. Ωστόσο, μόλις το 1942 ο J. Monod πρότεινε σύγχρονες μεθόδους καλλιέργειας in vitro.
Κυτταρικής καλλιέργειαςείναι ένας πληθυσμός γονοτυπικά του ίδιου τύπου κυττάρων που λειτουργούν και διαιρούνται in vitro. Οι κυτταρικές καλλιέργειες που λαμβάνονται με στοχευμένες ή τυχαίες μεταλλάξεις ονομάζονται κυτταρικές γραμμές .
Η ανάπτυξη κυτταρικών καλλιεργειών in vitro είναι πολύπλοκη. Σε γενικές γραμμές, διακρίνονται οι ακόλουθες φάσεις:
1. Περίοδος επαγωγής (φάση υστέρησης). Κατά τη φάση της καθυστέρησης, δεν υπάρχει αξιοσημείωτη αύξηση στον αριθμό των κυττάρων ή στο σχηματισμό προϊόντων. Αυτή η φάση συνήθως παρατηρείται μετά τη διέλευση της κυτταρικής καλλιέργειας. Σε αυτό, τα κύτταρα προσαρμόζονται στο νέο μέσο καλλιέργειας, ο μεταβολισμός των κυττάρων ξαναχτίζεται.
2. Φάση εκθετικής ανάπτυξης. Χαρακτηρίζεται από ταχεία συσσώρευση βιομάζας και άχρηστων προϊόντων κυτταρικών καλλιεργειών. Σε αυτή τη φάση, οι μιτώσεις είναι πιο κοινές σε σύγκριση με άλλες φάσεις ανάπτυξης. Αλλά σε αυτή τη φάση, η εκθετική ανάπτυξη δεν μπορεί να συνεχιστεί επ' αόριστον. Περνάει στην επόμενη φάση.
Ρύζι. 4.2. Κυτταρική καλλιέργεια Hep-2, 48 ώρες καλλιέργειας, μιτώσεις είναι ορατές.
3. Φάση γραμμικής ανάπτυξης. χαρακτηρίζεται από μείωση του αριθμού των μιτώσεων
4. φάση αργής ανάπτυξης. Σε αυτή τη φάση, η ανάπτυξη της κυτταρικής καλλιέργειας μειώνεται λόγω μείωσης του αριθμού των μιτώσεων.
5. Στατική φάση . Παρατηρείται μετά τη φάση της επιβράδυνσης της ανάπτυξης, ενώ ο αριθμός των κυττάρων πρακτικά δεν αλλάζει. Σε αυτή τη φάση, είτε παύει η μιτωτική κυτταρική διαίρεση, είτε ο αριθμός των διαιρούμενων κυττάρων είναι ίσος με τον αριθμό των κυττάρων που πεθαίνουν.
6. Η φάση της κουλτούρας που πεθαίνει, στις οποίες κυριαρχούν οι διαδικασίες του κυτταρικού θανάτου και πρακτικά δεν παρατηρούνται μιτωτικές διαιρέσεις.
Διαδοχικές μεταβάσεις από τη φάση 1 στη φάση 6 παρατηρούνται σε μεγάλο βαθμό λόγω της εξάντλησης των υποστρωμάτων που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη του κυτταρικού πληθυσμού ή λόγω της συσσώρευσης τοξικών προϊόντων της ζωτικής τους δραστηριότητας. Τα υποστρώματα που περιορίζουν την ανάπτυξη των κυτταρικών καλλιεργειών ονομάζονται περιοριστική .
Σε συνθήκες όπου η συγκέντρωση των υποστρωμάτων και άλλων συστατικών που είναι απαραίτητα για την κυτταρική ανάπτυξη είναι σταθερή, η διαδικασία αύξησης του αριθμού των κυττάρων είναι αυτοκαταλυτική. Αυτή η διαδικασία περιγράφεται από την ακόλουθη διαφορική εξίσωση:
όπου Ν είναι ο αριθμός των κυττάρων, μ είναι ο ειδικός ρυθμός ανάπτυξης.
Ρύζι. 4.3. Κυτταρική καλλιέργεια RD, ανθρώπινο ραβδομυοσάρκωμα. Μονοστοιβάδα, ζωντανά μη χρωματισμένα κύτταρα.
Διαδοχικές μεταβάσεις από τη φάση 1 στη φάση 6 παρατηρούνται σε μεγάλο βαθμό λόγω της εξάντλησης των υποστρωμάτων που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη του κυτταρικού πληθυσμού ή λόγω της συσσώρευσης τοξικών προϊόντων της ζωτικής τους δραστηριότητας.
Για να διατηρηθεί η ζωή των κυττάρων στην καλλιέργεια, πρέπει να τηρούνται ορισμένες υποχρεωτικές προϋποθέσεις:
Απαιτείται ένα ισορροπημένο θρεπτικό μέσο.
Η πιο αυστηρή στειρότητα?
Βέλτιστη θερμοκρασία;
Έγκαιρη διέλευση, δηλαδή μεταφορά σε νέο θρεπτικό μέσο.
Για πρώτη φορά, ο J. Monod επέστησε την προσοχή στον περιορισμό των διαδικασιών ανάπτυξης κυτταρικής καλλιέργειας από υποστρώματα ενζυματικών αντιδράσεων. Τα υποστρώματα που περιορίζουν την ανάπτυξη των κυτταρικών πληθυσμών ονομάζονται περιοριστική.
Σχεδόν όλοι οι κυτταρικοί πληθυσμοί χαρακτηρίζονται από μεταβολή του ρυθμού ανάπτυξης υπό την επίδραση αναστολέων και ενεργοποιητών. Υπάρχουν αναστολείς που δρουν στο DNA (ναλιξονικό οξύ), αναστολείς που δρουν στο RNA (ακτινομυκίνη D), αναστολείς της πρωτεϊνικής σύνθεσης (λεβομυκετίνη, ερυθρομυκίνη, τετρακυκλίνη), αναστολείς σύνθεσης κυτταρικού τοιχώματος (πενικιλλίνη), δραστικές στη μεμβράνη ουσίες (τολουόλιο, χλωροφόρμιο) , αναστολείς ενεργειακών διεργασιών (2,4 - δινιτροφαινόλη), αναστολείς του περιοριστικού ενζύμου.
Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που καθορίζουν την κινητική της κυτταρικής ανάπτυξης είναι τα ιόντα υδρογόνου. Πολλές κυτταρικές καλλιέργειες αναπτύσσονται σε στενό εύρος pH. μια αλλαγή στο pH οδηγεί σε επιβράδυνση του ρυθμού ανάπτυξής τους ή σε πλήρη διακοπή της ανάπτυξής τους
Μία από τις πρώτες προσπάθειες να περιγράψει το φαινόμενο του περιορισμού της αύξησης του πληθυσμού έγινε από τον P. Ferhgulst το 1838. Πρότεινε ότι εκτός από τη διαδικασία αναπαραγωγής των οργανισμών, παρατηρείται μια διαδικασία θανάτου των οργανισμών λόγω «συνωστισμού». δηλ. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν συναντώνται δύο άτομα.
Στην ανάπτυξη οποιουδήποτε κυτταρικού πληθυσμού, έρχεται μια περίοδος διακοπής της κυτταρικής ανάπτυξης και κυτταρικού θανάτου. Προφανώς, η διακοπή της ανάπτυξης και ο κυτταρικός θάνατος δεν είναι λιγότερο σημαντικά από την αναπαραγωγή και ανάπτυξή τους. Αυτές οι διαδικασίες είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τους πολυκύτταρους οργανισμούς. Η ανεξέλεγκτη και ανεξέλεγκτη ανάπτυξη μεμονωμένων κυττάρων είναι η αιτία των ογκολογικών ασθενειών, η καθυστέρηση, η γήρανση και ο κυτταρικός θάνατος είναι η αιτία της γήρανσης και του θανάτου του οργανισμού συνολικά.
Διαφορετικοί πληθυσμοί και διαφορετικά κύτταρα συμπεριφέρονται αρκετά διαφορετικά. Τα βακτηριακά κύτταρα και τα κύτταρα των μονοκύτταρων οργανισμών φαίνονται εξωτερικά «αθάνατα». Όταν εκτίθενται σε ένα κατάλληλο άνετο περιβάλλον με περίσσεια περιοριστικού υποστρώματος, τα κύτταρα αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται ενεργά. Ο περιορισμός της ανάπτυξής τους καθορίζεται από την κατανάλωση του υποστρώματος, τη συσσώρευση προϊόντων αναστολέα, καθώς και από έναν συγκεκριμένο μηχανισμό περιορισμού της ανάπτυξης, που ονομάζεται «προοδευτική ανικανότητα».
Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών συμπεριφέρονται αρκετά διαφορετικά. Τα διαφοροποιημένα κύτταρα αποτελούν όργανα και ιστούς και η ανάπτυξη και η αναπαραγωγή τους είναι θεμελιωδώς περιορισμένη. Εάν ο μηχανισμός ελέγχου της ανάπτυξης καταρρεύσει, δημιουργούνται μεμονωμένα κύτταρα που αναπτύσσονται απεριόριστα. Αυτά τα κύτταρα αποτελούν τον πληθυσμό των καρκινικών κυττάρων, η ανάπτυξή τους οδηγεί στο θάνατο του οργανισμού στο σύνολό του.
Η έρευνα για το πρόβλημα της γήρανσης των «φυσιολογικών» κυττάρων σε πολυκύτταρους οργανισμούς έχει μια πολύ ενδιαφέρουσα ιστορία. Για πρώτη φορά, η ιδέα ότι τα φυσιολογικά σωματικά κύτταρα των ζώων και των ανθρώπων πρέπει να χάνουν ντετερμινιστικά την ικανότητά τους να διαιρούνται και να πεθαίνουν εκφράστηκε από τον μεγάλο Γερμανό βιολόγο August Weismann το 1881. Την ίδια περίπου εποχή, οι επιστήμονες έμαθαν πώς να μεταφέρουν ζωικά και ανθρώπινα κύτταρα στον πολιτισμό. Στις αρχές του αιώνα, ο διάσημος χειρουργός, ένας από τους ιδρυτές της τεχνικής της κυτταροκαλλιέργειας in vitro, νομπελίστας Alexis Carrel, έστησε ένα πείραμα που κράτησε 34 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, καλλιέργησε κύτταρα ινοβλαστών που προέρχονται από την καρδιά ενός κοτόπουλου. Το πείραμα σταμάτησε επειδή ο συγγραφέας ήταν σίγουρος ότι τα κύτταρα μπορούσαν να καλλιεργηθούν για πάντα. Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν πειστικά ότι η γήρανση δεν είναι αντανάκλαση των διεργασιών που συμβαίνουν σε κυτταρικό επίπεδο.
Ωστόσο, αυτό το συμπέρασμα αποδείχθηκε εσφαλμένο. «Αθάνατα» είναι τα αναγεννημένα (μεταμορφωμένα) κύτταρα που έχουν χάσει τον έλεγχο της ανάπτυξης και έχουν μετατραπεί σε καρκινικά κύτταρα. Μόνο το 1961 ο Λ. Ο Hayflick, επιστρέφοντας στα πειράματα του A. Carrel, έδειξε ότι οι φυσιολογικοί «μη μετασχηματισμένοι» ανθρώπινοι ινοβλάστες είναι σε θέση να πραγματοποιήσουν περίπου 50 διαιρέσεις και να σταματήσουν εντελώς την αναπαραγωγή. Προς το παρόν, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα φυσιολογικά σωματικά κύτταρα έχουν περιορισμένη δυνατότητα αντιγραφής.
Για να ορίσουμε το σύνολο των διαδικασιών «προγραμματισμένης» γήρανσης και κυτταρικού θανάτου, ο όρος «απόπτωση». Η απόπτωση πρέπει να διακρίνεται από νέκρωση - κυτταρικός θάνατος λόγω τυχαίων συμβάντων ή υπό την επίδραση εξωτερικών τοξινών. Η νέκρωση οδηγεί στην απελευθέρωση των περιεχομένων των κυττάρων στο περιβάλλον και συνήθως προκαλεί μια φλεγμονώδη αντίδραση. Η απόπτωση είναι ένας κατακερματισμός του περιεχομένου του κυττάρου από το εσωτερικό, που πραγματοποιείται από ειδικά ενδοκυτταρικά ένζυμα, η επαγωγή και η ενεργοποίηση των οποίων συμβαίνει όταν το κύτταρο λαμβάνει ένα εξωτερικό σήμα ή όταν το κύτταρο εγχέεται αναγκαστικά με ένζυμα - ενεργοποιητές του αποπτωτικού ". μηχανή», ή όταν το κύτταρο έχει υποστεί βλάβη από εξωτερικούς παράγοντες που δεν οδηγούν σε νέκρωση, αλλά είναι ικανές να ξεκινήσουν απόπτωση (ιονίζουσα ακτινοβολία, αναστρέψιμη υπερθέρμανση κ.λπ.).
Το τρέχον ενδιαφέρον των ερευνητών για την απόπτωση είναι πολύ υψηλό, καθορίζεται από την επίγνωση του σημαντικού ρόλου της απόπτωσης στη συμπεριφορά των κυτταρικών πληθυσμών, καθώς Ο ρόλος του δεν είναι μικρότερος από τον ρόλο των διαδικασιών ανάπτυξης και αναπαραγωγής των κυττάρων.
Η έννοια του «προγραμματισμένου» κυτταρικού θανάτου υπήρχε για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά μόνο το 1972, μετά την εργασία των Kerr, Willy και Currier, στην οποία φάνηκε ότι πολλές διαδικασίες «προγραμματισμένου» και «μη προγραμματισμένου» κυττάρου ο θάνατος είναι πολύ κοντά, το ενδιαφέρον για απόπτωση έχει αυξηθεί σημαντικά. Αφού αποδείχθηκε ο ρόλος των διαδικασιών αποδόμησης του DNA στην απόπτωση και, σε πολλές περιπτώσεις, η απαραίτητη de novo σύνθεση RNA και συγκεκριμένων πρωτεϊνών, η απόπτωση έγινε αντικείμενο βιοχημείας και μοριακής βιολογίας.
Η μοριακή βιολογία της απόπτωσης είναι πολύ διαφορετική. Η απόπτωση μελετάται με μορφολογικές αλλαγές στα κύτταρα, με επαγωγή, δραστηριότητα και εμφάνιση προϊόντων τρανσγλουταμινάσης που «διασυνδέουν» πρωτεΐνες, με κατακερματισμό του DNA, με αλλαγές στις ροές ασβεστίου, με την εμφάνιση φωσφατιδυλοσερίνης στη μεμβράνη.
Το 1982 ο S.R. Ο Umansky πρότεινε ότι μία από τις λειτουργίες του προγράμματος θανάτου των ευκαρυωτικών κυττάρων είναι η εξάλειψη των συνεχώς αναδυόμενων κυττάρων με ογκογόνες ιδιότητες. Αυτή η υπόθεση επιβεβαιώνεται από την ανακάλυψη της πρωτεΐνης p53, ενός επαγωγέα απόπτωσης και ενός ογκοκατασταλτικού. Η πρωτεΐνη p53 είναι ένας μεταγραφικός ρυθμιστής ικανός να αναγνωρίζει συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA. Το γονίδιο p53 ενεργοποιεί αρκετά γονίδια που καθυστερούν την κυτταρική διαίρεση στη φάση G 1. Μετά τη δράση παραγόντων που βλάπτουν το DNA (ακτινοβολία, υπεριώδης ακτινοβολία), η έκφραση του γονιδίου p53 στα κύτταρα ενισχύεται σημαντικά. Υπό την επίδραση του p53, κύτταρα με πολλαπλές θραύσεις DNA καθυστερούν στη φάση G 1 και εάν εισέλθουν στη φάση S (για παράδειγμα, στην περίπτωση μετασχηματισμού όγκου), υφίστανται απόπτωση.
Η μετάλλαξη του γονιδίου p53 επιτρέπει στα κύτταρα με κατεστραμμένο DNA να ολοκληρώσουν τη μίτωση, διατηρεί τα κύτταρα που έχουν υποστεί μετασχηματισμό όγκου, ενώ είναι ανθεκτικά στην ακτινοβολία και τη χημειοθεραπεία. Η μεταλλαγμένη μορφή της πρωτεΐνης p53 δεν έχει την ικανότητα να σταματήσει τον κυτταρικό κύκλο.
Η πιο κοινή έννοια της «προγραμματισμένης» γήρανσης βασίζεται επί του παρόντος στην έννοια του τελομερούς. Το γεγονός είναι ότι η DNA πολυμεράση δεν είναι σε θέση να αντιγράψει τις "ουρές" του 3 / - άκρου του προτύπου DNA - πολλά νουκλεοτίδια στο 3 / - άκρο. Η πολλαπλή αντιγραφή του DNA κατά την αναπαραγωγή των κυττάρων σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να οδηγήσει σε βράχυνση της περιοχής ανάγνωσης. Αυτή η βράχυνση μπορεί να είναι η αιτία της γήρανσης και η πτώση του δυναμικού αντιγραφής, η επιδείνωση της λειτουργίας των χρωμοσωμάτων. Για να αποφευχθεί αυτή η διαδικασία, το συγκεκριμένο ένζυμο τελομεράση συνθέτει το επανειλημμένα επαναλαμβανόμενο εξανουκλεοτίδιο TTAGGG στα άκρα του πυρηνικού DNA, το οποίο σχηματίζει ένα εκτεταμένο τμήμα DNA που ονομάζεται τελομερές. Το ένζυμο τελομεράση προβλέφθηκε το 1971 από τον A. Olovnikov και ανακαλύφθηκε το 1985 από τους Greider και Blackburn.
Στα περισσότερα κύτταρα των φυσιολογικών ανθρώπινων ιστών, η τελομεράση είναι ανενεργή και επομένως τα κύτταρα υφίστανται απόπτωση μετά από 50-100 διαιρέσεις, μετρώντας από το σχηματισμό τους από το προγονικό κύτταρο. Στα κακοήθη καρκινικά κύτταρα, το γονίδιο της τελομεράσης είναι ενεργό. Επομένως, παρά τη «γηρατειά» τους όσον αφορά τον αριθμό των κυτταρικών κύκλων που έχουν περάσει και τη συσσώρευση μεγάλου αριθμού μεταλλαγμένων αλλαγών στη δομή του DNA, η διάρκεια ζωής των κακοήθων κυττάρων είναι σχεδόν απεριόριστη. Για να ξεπεραστεί η βράχυνση και η γήρανση του γονιδιώματος, σύμφωνα με αυτές τις έννοιες, ένα κύτταρο πρέπει να ενεργοποιήσει το γονίδιο της τελομεράσης και να εκφράσει περισσότερη τελομεράση.
Η ανάπτυξη των κυτταρικών πληθυσμών περιορίζεται από διάφορους παράγοντες που οδηγούν στην ύπαρξη ορίου στη συσσώρευση κυτταρικής βιομάζας. Για τα ζωικά και φυτικά κύτταρα, ο περιορισμός της ανάπτυξης είναι ζωτικής σημασίας. η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών είναι περιορισμένη. Οι πιο σημαντικοί παράγοντες που περιορίζουν την ανάπτυξη των κυτταρικών πληθυσμών περιλαμβάνουν:
1. Εξάντληση του συστήματος από το περιοριστικό υπόστρωμα.
2. Η εμφάνιση στον πληθυσμό κυττάρων που έχουν χάσει την ικανότητα διαίρεσης.
3. Συσσώρευση προϊόντων που είναι ισχυροί αναστολείς της ανάπτυξης.
Ο περιορισμός της ανάπτυξης ενός κυτταρικού πληθυσμού μπορεί να έχει την ειδική φύση μιας προγραμματισμένης αποτυχίας. Οι βιοχημικοί μηχανισμοί που σταματούν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων φαίνεται να είναι διαφορετικής φύσης. Είναι πλέον σαφές ότι σε ορισμένες περιπτώσεις η διακοπή της ανάπτυξης σχετίζεται με απώλεια της ευαισθησίας των κυττάρων στους περιβαλλοντικούς αυξητικούς παράγοντες. Ως παράδειγμα, μπορεί κανείς να αναφέρει τα χαρακτηριστικά της αύξησης του πληθυσμού των λεμφοκυττάρων που προκαλείται από τη δράση αυξητικών παραγόντων. Για παράδειγμα, η δυναμική της εμφάνισης και της εξαφάνισης του υποδοχέα του αυξητικού παράγοντα στην κυτταρική μεμβράνη των Τ-λεμφοκυττάρων χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η ταχεία έκφραση του υποδοχέα αντικαθίσταται από το στάδιο της απώλειας του. Είναι πιθανό η «απευαισθητοποίηση» του υποδοχέα του αυξητικού παράγοντα να σχετίζεται με τον μηχανισμό της αδρανοποίησής του κατά την αντίδραση.
Για να αποκτήσετε μια καλλιέργεια, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε φρέσκα κύτταρα που λαμβάνονται από ιστούς ενός ενήλικα, ενός εμβρύου, ακόμη και από κακοήθεις όγκους. Επί του παρόντος, έχουν ληφθεί κυτταροκαλλιέργειες του πνεύμονα, του δέρματος, των νεφρών, της καρδιάς, του ήπατος και του θυρεοειδούς αδένα. Τα κύτταρα αναπτύσσονται σε στερεά ή υγρά θρεπτικά μέσα με τη μορφή καλλιέργειας μονοστοιβάδας, για παράδειγμα σε γυαλί, ή ως εναιώρημα σε φιαλίδια ή ειδικές συσκευές - ζυμωτήρες.
Προς το παρόν, για τη μελέτη των μηχανισμών που διέπουν την ανάπτυξη και ανάπτυξη πληθυσμών κυττάρων, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο μέθοδοι μαθηματικής μοντελοποίησης με χρήση τεχνολογίας υπολογιστών. Αφενός, αυτές οι προσεγγίσεις καθιστούν δυνατή τη θεμελιώδη μελέτη της δυναμικής των διαδικασιών, λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο των επιπτώσεων που περιπλέκουν την αύξηση του πληθυσμού, αφετέρου, επιτρέπουν μια λογική αναζήτηση για τεχνολογικά καθεστώτα και τον ακριβή έλεγχο της διαδικασίας ανάπτυξης των κυττάρων. .
Η διάρκεια ζωής ορισμένων στελεχών κυττάρων σε καλλιέργεια μπορεί να φτάσει περισσότερα από 25 χρόνια. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Hayflick (1965), η διάρκεια ζωής των κυττάρων σε καλλιέργεια δεν υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής του τύπου του οργανισμού από τον οποίο λαμβάνονται. Με μεγάλη διάρκεια κυτταρικού περιεχομένου στην καλλιέργεια, μπορούν να εκφυλιστούν σε καρκινικά κύτταρα. Για παράδειγμα, η γήρανση των διπλοειδών ανθρώπινων ινοβλαστών σε καλλιέργεια ιστών αντιστοιχεί στη γήρανση ολόκληρου του οργανισμού. Είναι ευκολότερο να διατηρηθεί η κυτταρική καλλιέργεια κακώς διαφοροποιημένων ή μη διαφοροποιημένων ιστών - κύτταρα λεμφοκυττάρων, ινοβλάστες, ορισμένα επιθηλιακά κύτταρα. Τα εξαιρετικά διαφοροποιημένα και εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα εσωτερικών οργάνων (ήπαρ, μυοκάρδιο, κ.λπ.) αναπτύσσονται ελάχιστα σε θρεπτικά μέσα.
Η μέθοδος ιστοκαλλιέργειας έχει μεγάλη σημασία για τη μελέτη κακοήθων όγκων και τη διάγνωσή τους, τη μελέτη των προτύπων αναγέννησης (πολλαπλασιασμός, παράγοντες αναγέννησης κ.λπ.), για τη λήψη ενός καθαρού προϊόντος κυτταρικής δραστηριότητας (ένζυμα, ορμόνες, φάρμακα ), για τη διάγνωση κληρονομικών ασθενειών. Η κυτταρική καλλιέργεια χρησιμοποιείται ευρέως στη γενετική μηχανική (απομόνωση και μεταφορά γονιδίων, χαρτογράφηση γονιδίων, παραγωγή μονοκλωνικών αντισωμάτων κ.λπ.). Οι κυτταρικές καλλιέργειες χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της μεταλλαξιογένεσης και της καρκινογένεσης διαφόρων χημικών και βιολογικών ενώσεων, φαρμάκων κ.λπ.
Προς το παρόν, είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς την απομόνωση και τη μελέτη ιών χωρίς τη χρήση κυτταροκαλλιεργειών. Η πρώτη αναφορά για την αναπαραγωγή του ιού της πολιομυελίτιδας σε καλλιέργειες κυττάρων εμφανίστηκε το 1949 (Enders J.F. et al.). Οι κυτταρικές καλλιέργειες στην ιολογία χρησιμοποιούνται για τους ακόλουθους σκοπούς: 1) απομόνωση και ταυτοποίηση ιών. 2) ανίχνευση ιογενούς λοίμωξης με σημαντική αύξηση του αριθμού των αντισωμάτων σε ζευγαρωμένους ορούς. 3) παρασκευή αντιγόνων και αντισωμάτων για χρήση σε ορολογικές εξετάσεις. Οι κύριες πηγές ιστών για τη λήψη μονοστιβαδικών καλλιεργειών είναι ζωικοί ιστοί, για παράδειγμα, νεφροί πιθήκου, κακοήθεις όγκοι ανθρώπου, ανθρώπινοι εμβρυϊκοί ιστοί.
Σημαντικό ρόλο στη μελέτη του συστήματος των μακροφάγων παίζει και η μέθοδος της τεχνητής καλλιέργειας. Ο ρόλος αυτού του συστήματος στη μολυσματική διαδικασία, στο σχηματισμό αντισωμάτων, στο μεταβολισμό των χρωστικών του αίματος, στις διαταραχές του μεταβολισμού των λιπιδίων, στο μεταβολισμό των χημειοθεραπευτικών φαρμάκων, στις βιοχημικές και βιοφυσικές ιδιότητες, καθώς και στη νεοπλασματική ισχύ αυτών των κυττάρων. μελετάται. Οι περισσότερες από αυτές τις μελέτες συνοψίζονται στη μονογραφία του Nelson (Nelson D.S., 1969). Σε καθαρή καλλιέργεια, τα μακροφάγα απομονώθηκαν για πρώτη φορά το 1921 από τους Carrel και Ebeling από αίμα κοτόπουλου. Επειδή πολλές από τις μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε μακροφάγα σχετίζονται με προβλήματα ανθρώπινης φυσιολογίας και παθολογίας, είναι επιθυμητό να πραγματοποιηθούν τέτοιες μελέτες σε καλλιέργειες μακροφάγων ανθρώπων ή θηλαστικών, αν και τα μακροφάγα θηλαστικών δεν αναπαράγονται σε τεχνητό θρεπτικό μέσο. Το αίμα μπορεί να χρησιμεύσει ως διαθέσιμη πηγή μακροφάγων, αλλά η απόδοση των μακροφάγων είναι χαμηλή. Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη πηγή μακροφάγων είναι το περιτοναϊκό υγρό. Περιέχει πολλά μακροφάγα και συνήθως είναι απαλλαγμένο από άλλα κύτταρα. Πολλά ελεύθερα μακροφάγα υπάρχουν στους πνεύμονες (κυψελιδικά μακροφάγα). Λαμβάνονται με πλύσεις από τις κυψελίδες και τους αεραγωγούς του κουνελιού.
Η ανάλυση του ανθρώπινου καρυότυπου είναι αδύνατη χωρίς τη χρήση κυτταροκαλλιέργειας. Για το σκοπό αυτό εξετάζονται λεμφοκύτταρα αίματος, σπλήνας, λεμφαδένες, κύτταρα μυελού των οστών, ανθρώπινοι ινοβλάστες και κύτταρα αμνιακού υγρού. Για τη διέγερση της μίτωσης των λεμφοκυττάρων, προστίθεται φυτοαιμοσυγκολλητίνη στο μέσο καλλιέργειας. Η κυτταρική ανάπτυξη διαρκεί 48 - 72 ώρες. 4-6 ώρες πριν από το τέλος της καλλιέργειας, προστίθεται κολχικίνη στο μέσο, η οποία σταματά τη διαίρεση των κυττάρων στη μετάφαση, επειδή αναστέλλει το σχηματισμό ατράκτου. Προκειμένου να επιτευχθεί καλή εξάπλωση των χρωμοσωμάτων στις πλάκες μετάφασης, τα κύτταρα υποβάλλονται σε επεξεργασία με ένα υποτονικό διάλυμα (0,17%) χλωριούχου νατρίου ή άλλα διαλύματα.
Τα τελευταία χρόνια, η εμβρυϊκή κυτταρική καλλιέργεια που λαμβάνεται με διακοιλιακή αμνιοπαρακέντηση έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για τη διάγνωση πολλών βιοχημικών και κυτταρογενετικών ελαττωμάτων του εμβρύου. Η αμνιοπαρακέντηση πραγματοποιείται μεταξύ 15 - 18 εβδομάδων. εγκυμοσύνη. Ο κυτταρικός πληθυσμός του αμνιακού υγρού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου αποτελείται κυρίως από αποφλοιωμένα κύτταρα εξωδερμικής προέλευσης: από αμνιακά κύτταρα, επιδερμίδα, καθώς και από το επιθήλιο του ιδρωτοποιού και των σμηγματογόνων αδένων, τη στοματική κοιλότητα και εν μέρει την πεπτική οδό και το ουροποιητικό σύστημα και άλλα μέρη του εμβρύου. Το 1956, εμφανίστηκαν αναφορές για τον προσδιορισμό του χρωμοσωμικού φύλου του εμβρύου με βάση τη μελέτη της φυλετικής χρωματίνης στα κύτταρα του αμνιακού υγρού. Το 1963, οι Fuchs και Philip έλαβαν μια καλλιέργεια κυττάρων αμνιακού υγρού. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι για τη λήψη κυτταροκαλλιεργειών αμνιακού υγρού. Συνήθως, λαμβάνονται 10 ml υγρού δείγματος για ανάλυση, φυγοκεντρούνται, το κυτταρικό ίζημα επαναιωρείται και σπάρεται σε πλαστικά φιαλίδια ή τρυβλία Petri σε ειδικό μέσο. Η ανάπτυξη γίνεται αισθητή μετά από μερικές ημέρες. Μετά την επανασπορά, το κυτταρικό εναιώρημα τις ημέρες 14-21 χρησιμοποιείται για τη λήψη πλακών μετάφασης.
Το μεγαλύτερο μέρος της σύγχρονης γνώσης στη μοριακή βιολογία, τη μοριακή γενετική και τη γενετική μηχανική έχει ληφθεί από τη μελέτη κυτταροκαλλιεργειών μικροοργανισμών. Αυτό καθορίζεται από το γεγονός ότι οι μικροοργανισμοί και οι κυτταρικές σειρές είναι σχετικά εύκολο να καλλιεργηθούν, η διαδικασία δημιουργίας μιας νέας γενιάς διαρκεί από δεκάδες λεπτά έως αρκετές ώρες σε σύγκριση με τους μακροοργανισμούς, η ανάπτυξη των οποίων διαρκεί χρόνια και δεκαετίες. Ταυτόχρονα, τα σενάρια ανάπτυξης είναι παρόμοια για όλους τους πληθυσμούς που αναπτύσσονται σε κλειστά συστήματα.
κυτταροκαλλιέργειες
Η τεχνολογία κυτταρικής καλλιέργειας συνίσταται στην ανάπτυξη κυττάρων εκτός ζωντανών οργανισμών.
Καλλιέργειες φυτικών κυττάρων
Οι καλλιέργειες φυτικών κυττάρων δεν είναι μόνο ένα σημαντικό βήμα στη δημιουργία διαγονιδιακών φυτών, αλλά και περιβαλλοντικά αποδεκτές και οικονομικά βιώσιμημια πηγή φυσικών προϊόντων με θεραπευτικές ιδιότητες, όπως η πακλιταξέλη (πακλιταξέλη), που περιέχεται στο ξύλο ελάτης και παράγεται ως φάρμακο χημειοθεραπείας που ονομάζεται Taxol (Taxol). Οι καλλιέργειες φυτικών κυττάρων χρησιμοποιούνται επίσης για την παραγωγή ουσιών που χρησιμοποιούνται από τη βιομηχανία τροφίμων ως αρώματα και χρώματα.
Καλλιέργειες κυττάρων εντόμων
Η μελέτη και εφαρμογή καλλιεργειών κυττάρων εντόμων διευρύνει τις δυνατότητες ανάπτυξης και χρήσης από τον άνθρωπο βιολογικών παραγόντων που καταστρέφουν τα παράσιτα των εντόμων, αλλά δεν επηρεάζουν τη βιωσιμότητα των ωφέλιμων εντόμων και επίσης δεν συσσωρεύονται στο περιβάλλον. Αν και τα πλεονεκτήματα των βιολογικών μεθόδων καταπολέμησης των παρασίτων είναι γνωστά εδώ και πολύ καιρό, η παραγωγή τέτοιων βιολογικά δραστικών ουσιών και παθογόνων για έντομα και μικροοργανισμούς σε βιομηχανικές ποσότητες είναι πολύ δύσκολη. Η χρήση καλλιεργειών κυττάρων εντόμων μπορεί να λύσει πλήρως αυτό το πρόβλημα. Επιπλέον, ακριβώς όπως τα φυτικά κύτταρα, τα κύτταρα των εντόμων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση φαρμάκων. Αυτή η προοπτική διερευνάται επί του παρόντος ενεργά. Επιπλέον, μελετάται η δυνατότητα χρήσης κυττάρων εντόμων για την παραγωγή εμβολίων VLP (VLP - virus-like particle - virus-like particles) για τη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών όπως το SARS και η γρίπη. Αυτή η τεχνική θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το κόστος και να εξαλείψει τις ανησυχίες για την ασφάλεια που σχετίζονται με την παραδοσιακή μέθοδο αυγών κοτόπουλου.
Καλλιέργειες κυττάρων θηλαστικών
Οι κυτταροκαλλιέργειες θηλαστικών είναι ένα από τα κύρια εργαλεία που χρησιμοποιούν οι ειδικοί στην κτηνοτροφία για περισσότερο από μια δεκαετία. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, τα ωάρια που λαμβάνονται από αγελάδες εξαιρετικής ποιότητας γονιμοποιούνται με τα σπερματοζωάρια των αντίστοιχων ταύρων. Τα έμβρυα που προκύπτουν αναπτύσσονται σε δοκιμαστικό σωλήνα για αρκετές ημέρες και μετά εμφυτεύονται στη μήτρα παρένθετης μητέρας αγελάδων. Η ίδια τεχνική είναι η βάση της ανθρώπινης εξωσωματικής γονιμοποίησης.
Επί του παρόντος, η χρήση καλλιεργειών κυττάρων θηλαστικών υπερβαίνει κατά πολύ την τεχνητή γονιμοποίηση. Τα κύτταρα των θηλαστικών μπορεί να συμπληρώσουν, και ίσως κάποια μέρα να αντικαταστήσουν, τη χρήση ζώων για τη δοκιμή της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας νέων φαρμάκων. Επιπλέον, ακριβώς όπως τα κύτταρα φυτών και εντόμων, τα κύτταρα θηλαστικών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση φαρμάκων, ειδικά ορισμένων ζωικών πρωτεϊνών που είναι πολύ περίπλοκες για να συντεθούν από γενετικά τροποποιημένους μικροοργανισμούς. Για παράδειγμα, τα μονοκλωνικά αντισώματα συντίθενται από καλλιέργειες κυττάρων θηλαστικών.
Οι επιστήμονες εξετάζουν επίσης το ενδεχόμενο να χρησιμοποιήσουν κύτταρα θηλαστικών για την παραγωγή εμβολίων. Το 2005, το Υπουργείο Υγείας και Ανθρωπίνων Υπηρεσιών των ΗΠΑ ανέθεσε στη Sanofi Pasteur συμβόλαιο 97 εκατομμυρίων δολαρίων. Το καθήκον των ειδικών της εταιρείας είναι να αναπτύξουν μεθόδους για την καλλιέργεια κυττάρων θηλαστικών προκειμένου να επιταχυνθεί η ανάπτυξη εμβολίων κατά της γρίπης και, κατά συνέπεια, να αυξηθεί η ετοιμότητα της ανθρωπότητας για μια πανδημία.
Θεραπείες με βάση τον πολιτισμό ενήλικα βλαστοκύτταραπου βρίσκονται σε ορισμένους ιστούς του σώματος (μυελός των οστών, λιπώδης ιστός, εγκέφαλος κ.λπ.) θα πάρουν επίσης σύντομα τη θέση που τους αξίζει στην κλινική πράξη. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα βλαστοκύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το σώμα για την επιδιόρθωση κατεστραμμένου ιστού. Τα ενήλικα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό ως μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών. Είναι απαραίτητα για την αποκατάσταση των διαδικασιών ωρίμανσης και σχηματισμού όλων των τύπων αιμοσφαιρίων. Τέτοια κύτταρα μπορούν να ληφθούν σε μεγάλες ποσότητες από το αίμα του ομφάλιου λώρου, αλλά η απομόνωσή τους είναι μια αρκετά περίπλοκη διαδικασία.
Οι ερευνητές εργάζονται επί του παρόντος σε μεθόδους για την απομόνωση βλαστοκυττάρων από τον πλακούντα και τον λιπώδη ιστό. Ορισμένοι ειδικοί ασχολούνται με την ανάπτυξη μεθόδων κυτταρικού επαναπρογραμματισμού - επιστροφή των ώριμων κυττάρων του σώματος, για παράδειγμα, των κυττάρων του δέρματος, σε αδιαφοροποίητη κατάσταση και επακόλουθη διέγερση της διαφοροποίησής τους σε κύτταρα του απαιτούμενου τύπου ιστού.
Εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα
Χρήση εμβρυϊκά βλαστοκύτταραθεωρείται επίσης ως πιθανή μέθοδος θεραπείας για πολλές ασθένειες. Όπως υποδηλώνει το όνομα, τα εμβρυϊκά κύτταρα λαμβάνονται από έμβρυα, ιδίως αυτά που αναπτύσσονται από ωάρια, γονιμοποιούνται in vitro (κλινικές εξωσωματικής γονιμοποίησης) και, με τη συγκατάθεση των δωρητών, δωρίζονται σε ερευνητές για επιστημονική χρήση. Συνήθως χρησιμοποιούνται βλαστοκύστεις - έμβρυα 4-5 ημερών που μοιάζουν με μπάλες στο μικροσκόπιο, που αποτελούνται από αρκετές εκατοντάδες κύτταρα.
Για την απομόνωση ανθρώπινων εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, η εσωτερική κυτταρική μάζα της βλαστοκύστης μεταφέρεται σε ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά μέσο καλλιέργειας, όπου τα κύτταρα αρχίζουν να διαιρούνται ενεργά. Μέσα σε λίγες ημέρες, τα κύτταρα καλύπτουν ολόκληρη την επιφάνεια της πλάκας καλλιέργειας. Μετά από αυτό, οι ερευνητές συλλέγουν διαιρούμενα κύτταρα, τα χωρίζουν σε μέρη και τα τοποθετούν σε νέες πλάκες. Η διαδικασία μετακίνησης κυττάρων σε νέες πλάκες ονομάζεται επανασποράκαι μπορεί να επαναληφθεί πολλές φορές σε πολλούς μήνες. Ο κύκλος διέλευσης κυττάρων ονομάζεται πέρασμα. Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα που υπάρχουν σε καλλιέργεια για έξι ή περισσότερους μήνες χωρίς διαφοροποίηση (δηλαδή, παραμένουν πολυδύναμα - ικανά να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα οποιουδήποτε ιστού του σώματος) και διατηρούν ένα φυσιολογικό σύνολο γονιδίων ονομάζονται σειρά εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων.
Η εσωτερική επιφάνεια της πλάκας καλλιέργειας καλύπτεται συχνά με κύτταρα δέρματος από έμβρυα ποντικού γενετικά τροποποιημένα ώστε να μην μπορούν να διαιρεθούν. Αυτά τα κύτταρα σχηματίζουν ένα στρώμα τροφοδοσίας - ένα «θρεπτικό υπόστρωμα», χάρη στο οποίο τα εμβρυϊκά κύτταρα συνδέονται στην επιφάνεια. Οι επιστήμονες προσπαθούν να βελτιώσουν την υπάρχουσα μέθοδο και να εξαλείψουν την ανάγκη χρήσης κυττάρων ποντικού, καθώς η παρουσία τους πάντα ενέχει τον κίνδυνο εισόδου ιικών σωματιδίων και πρωτεϊνών ποντικού στην καλλιέργεια ανθρώπινων κυττάρων που μπορεί να προκαλέσουν αλλεργική αντίδραση.
Η μέγιστη αξία της θεραπείας με βλαστοκύτταρα και της μηχανικής ιστών μπορεί να επιτευχθεί εάν τα θεραπευτικά βλαστοκύτταρα και οι ιστοί που αναπτύσσονται από αυτά είναι γενετικά πανομοιότυπα με τα κύτταρα του λήπτη. Επομένως, εάν ο ίδιος ο ασθενής δεν είναι η πηγή τους, τα βλαστοκύτταρα πρέπει να τροποποιηθούν αντικαθιστώντας το γενετικό τους υλικό με τα γονίδια του λήπτη και μόνο τότε να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα συγκεκριμένου τύπου. Προς το παρόν, η διαδικασία αντικατάστασης γενετικού υλικού και επαναπρογραμματισμού μπορεί να πραγματοποιηθεί με επιτυχία μόνο με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.
