Страница 2 из 7
Рис. 2. Структура вириона герпесвирусов:
1 – поверхностные белки; 2 – нуклеокапсид; 3 – внутренняя оболочка; 4 – наружная оболочка
Сердцевина (ядро) вирусной частицы содержит ДНК, которая имеет вид двунитевой спирали. Ядро ее находится внутри капсида, который имеет форму икосаэдра (от греч. eikosi — двадцать и hedra – грань) или правильного многогранника, содержащего 20 треугольных граней. Он состоит из 162 структурных единиц – капсомеров. Капсомеры состоят из белков, которые окружают ядро вируса и предохраняют его нуклеиновую кислоту от внешних воздействий. Капсид окружает внутренняя оболочка. Внешняя оболочка состоит из двойного слоя липидов, в структуру которых входят белки-антигены, выступающие на поверхности оболочки в виде «шипов» (рис. 2). Когда наружная оболочка вируса лопается и отделяется от капсида, внутренняя часть вириона выглядит в виде «яичницы-глазуньи» (рис. 3).
Рис. 3. Внутренняя часть вирусной частицы
Всего в составе вирионов обнаружено более 30 белков, которые называются вирионными полипептидами и имеют свой порядковый номер. Семь из них (gB, gC, gD, gE, gF, gG и gX) находятся на поверхности и вызывают образование защитных антител. Для диагностики герпеса важно знать, что у ВПГ 1 – го и 2-го типов общими из этих антигенов являются gB и gG, а типоспецифическими – gC для ВПГ-1 и gD для ВПГ-2.
Как происходит размножение вируса герпеса
Образование вирусных белков начинается через 2 часа после заражения, максимальное их количество накапливается через 8 часов. Первые вирионы появляются через 10 часов. В зараженных клетках вирус образует внутриядерные включения, и под световым микроскопом можно увидеть характерные для герпесвирусов скопления округлившихся гигантских многоядерных клеток.
Рис. 4. Прикрепление вирусной частицы к поверхности клетки-мишени
Как уже было сказано, клетками-мишенями для вирусов герпеса могут быть клетки кожи, слизистой оболочки, нейроны или лимфоциты. При развитии первичной герпетической инфекции вирусная частица, попав на слизистую оболочку или кожу, прикрепляется к своей «жертве» с помощью специальных рецепторов – белковых молекул на поверхности клетки-мишени (рис. 4). Далее происходит слияние наружной вирусной оболочки с мембраной клетки. После этого внутренняя часть вирусной частицы – ее капсид, содержащий ДНК, высвобождается, поступает в цитоплазму клетки хозяина и по специальным микротрубочкам перемещается по направлению к ядру зараженной клетки, где происходит его стыковка с порами (отверстиями) в оболочке клеточного ядра. Через одно из этих отверстий вирусная ДНК через некоторое время проникает внутрь ядра, где и происходит образование новых, дочерних вирусных ДНК и сборка вирусного капсида. Это сложный многоступенчатый процесс, на первой стадии которого происходит репликация (удвоение) вирусной ДНК и транскрипция – образование РНК на матрице вирусной ДНК с участием клеточного фермента РНК-зависимой ДНК полимеразы. Этот процесс обеспечивает точное копирование генетической информации о всех белках, заключенной в молекулах вирусной ДНК, и передачу ее от поколения к поколению. Он во многом определяет судьбу зараженной клетки. Если клетка позволяет проводить этот процесс, то будут появляться новые вирусные белки, и такая клетка может погибнуть. Если зараженная клетка не позволяет реплицироваться[1] вирусным ДНК, тогда вирус переходит в скрытое (латентное) состояние.
Некоторые герпесвирусы вырабатывают важный для них фермент – тимидинкиназу. С ее помощью могут самостоятельно происходить сборка вирусной ДНК и размножение вируса в таких неделящихся клетках, как нейроны, где вирус обосновал свое «убежище». Без этого фермента нейротропный герпесвирус не сможет проявить свою активность. Поэтому многие разработки противовирусных препаратов направлены на нейтрализацию этого фермента.
При активном размножении вируса сборка нуклеокапсида, содержащего внутри вирусную ДНК, осуществляется в клеточном ядре. Далее они проходят через ядерную мембрану клетки путем почкования, при этом обретают для себя новую «накидку» – внутреннюю оболочку. Эти капсиды далее выходят в цитоплазму клетки, где происходит окончательное формирование дочерней вирусной частицы. Через наружную клеточную плазматическую мембрану вновь образованные вирусные частицы выходят опять же с помощью почкования. Таким образом происходит быстрое накапливание вирусных частиц, которые собираются в виде везикулы (пузырька) на поверхности кожи или слизистой оболочки, заполненной вируссодержащей жидкостью.
Развитие заболевания
После проникновения в кожу вирус размножается в глубоких слоях эпидермиса, вызывая гибель зараженных клеток, образование пузырьков и местную воспалительную реакцию. Далее вирус проникает в более глубокие слои кожи (дерму), достигает окончаний нервов и передвигается по отросткам нервов в тела чувствительных нервных клеток (нейронов), находящихся в нервных узлах, которые называются ганглиями. Ганглий (от греч. ganglion – узел) представляет собой скопление нервных клеток (нейронов), волокон и сопровождающей их ткани. Тела нейронов в каждом ганглии окружены слоем клеток, снаружи имеется тонкая соединительнотканная капсула. В ганглие перерабатываются нервные сигналы. У человека и позвоночных животных ганглии расположены по ходу крупных нервных стволов. Следует отметить, что ВПГ поражает в основном нервные клетки чувствительных ганглиев, то есть тех, которые отвечают за передачу чувствительных нервных импульсов, например болевых, поступающих из внешней среды или от внутренних органов. В зависимости от места внедрения вируса, например, на лице или в области половых органов, поражаются соответствующие спинномозговые или внутричерепные ганглии. Попав внутрь нервной клетки, вирус способен находиться в ней длительное время (пожизненно), не проявляя никакой активности. Этот этап в развитии герпетической инфекции называется персистенцией, или переживанием вируса. Такое скрытое состояние вируса можно назвать периодом «спячки». Это может случиться после любой первичной инфекции, в том числе бессимптомной. Оно обусловлено тем, что вирус в течение многих лет эволюции приобрел способность выживать в условиях постоянного воздействия атак иммунной системы здорового организма. Когда защитные силы иммунной системы ослабевают, а это наступает, например, в периоды постоянного стресса или сильного психоэмоционального возбуждения, при интоксикации, перегревании и других условиях, вирус повторно активизируется, начинает размножаться. Механизм реактивации вируса пока не удалось полностью разгадать. После выхода из клетки он распространяется по чувствительным нервным волокнам и направляется обратно к поверхности кожи или слизистой оболочки, и происходит обострение (рецидив) болезни. Именно поэтому рецидивы часто возникают поблизости от места первичной инфекции, иногда они протекают бессимптомно.
Схема возникновения рецидивов заболевания
1. ВПГ сначала попадает на поверхность слизистой оболочки или кожи, где он размножается преимущественно в эпителиальных клетках, вызывая характерные симптомы первичной инфекции. Затем вирус распространяется по нервным волокнам в клетки чувствительного нервного ганглия (нейроны).
2. Находясь в этих клетках, он далее или активно размножается, или переходит в скрытую (латентную) форму. После разрушения нервной клетки или воздействия провоцирующих факторов вирус реактивируется, начинает размножаться и превращаться в полноценные вирионы.
1
Реплицироваться (от лат. replicatio — повторение) – создавать себе подобную структуру.