Тропизм вич проявляется к клеточному рецептору

Жизненный цикл ВИЧ. Как вирус проникает в клетку? Как происходит его размножение (репликация)?

Тропизм вич проявляется к клеточному рецептору
Кто такие вирусы?Вирус — это простейшая форма жизни. Некото­рые ученые считают, что вирусы назвать живыми можно только с натяжкой. Но есть бесспорное дока­зательство принадлежности вирусов к живой приро­де — их способность размножаться.Среди вирусов есть две большие группы.

Первая группа вирусов способна размножаться самостоя­тельно, так как обладает генетической памятью в ви­де ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Таким вирусам нужно лишь найти источник нужного мате­риала, который они преобразуют в новые вирусы. Этот материал они обычно находят в клетках челове­ка, разрушая их.

Ко второй группе, в которую входит и ВИЧ, отно­сятся вирусы, имеющие генетическую информацию лишь в форме РНК (рибонуклеиновая кислота), что не дает им возможности самостоятельного размно­жения. Для размножения ВИЧ требуется чья-либо ДНК, в которую он внедрит свою генную информа­цию.

После этого клетка, которой принадлежит ДНК, начинает работать как «фабрика» по производству вирусов. В конце концов, истощившись, она погибает.

Строение ВИЧ

ВИЧ имеет очень простое строение. Он состоит из двух оболочек (внешней и внутренней), спиралей РНК и специальных ферментов, участвующих в про­цессе репликации (размножения) вируса.

Внешняя оболочка предназначена для присоеди­нения вируса к будущей клетке-жертве. Для этого на ее поверхности есть специальные белки, которыми, как крючками, вирус цепляется за нужные ему клет­ки нашего организма. После этого другие белки, рас­полагающиеся на поверхности внешней оболочки, разрывают поверхность клетки и впрыскивают внутрь внутреннюю оболочку вируса.

Внутренняя оболочка имеет форму капсида — ко­нуса с усеченной вершиной. Ее так и назвали — капсид. Капсид содержит спирали РНК вируса и набор ферментов для репликации. Цель капсида — доста­вить все это в ядро клетки. После проникновения в клетку капсид дрейфует к ее ядру и внедряет туда РНК и ферменты.

РНК — как магнитофонная лента с записью, не вставленная в кассету. То есть информация записана, а воспроизвести ее нет возможности. Такой кассетой и станет ДНК клетки.

Существуют три фермента, которые участвуют в процессе размножения ВИЧ: обратная транскриптаза (ревертаза), Интеграза и протеаза. Задача этих ферментов — внедрить вирусную информацию в ДНК клетки и поддержать процесс выработки новых вирусов.

Для того чтобы вставить пленку в кассету, ее нуж­но свернуть определенным образом. Именно это и делает ревертаза. Она превращает пару спиралей РНК в ДНК-подобную структуру, сворачивая их друг с другом.

Интеграза выбивает из ДНК клетки центральную часть и заполняет ее место скрученными РНК вируса. То, что происходит с клеткой, можно сравнить с под­меной чертежей в слесарном цехе: вроде все работа­ет, как и раньше, но продукция получается совер­шенно другая. Вместо того, что клетка производила до заражения, она начинает производить составные части для новых вирусов.

Третий фермент — протеаза — отвечает за то, что­бы собрать из произведенных кусочков новые виру­сы, которые отправятся на поиск новых клеток и по­стараются заставить их производить все новые и но­вые копии ВИЧ.

В каких клетках предпочитает «селиться» вирус?

Вирус иммунодефицита может проникать в раз­личные клетки организма человека, но в одних клет­ках он способен только находиться, а другие исполь­зует для репликации. Важно знать, что для своего размножения ВИЧ использует клетки нашей иммун­ной системы. Эти клетки называются CD 4 клетки, или Т-4хелперы.

Давайте рассмотрим жизненный цикл вируса. Проще говоря, разберёмся, что происходит с вирусом иммунодефицита человека после его попадания в кровь. Зная особенности жизненного цикла ВИЧ, в последующем будет проще понять механизм действия антиретровирусных препаратов.

Жизненный цикл ВИЧ. Как вирус проникает в клетку? Как происходит его размножение (репликация)?

Жизненный цикл ВИЧ после проникновения в организм носит последовательный характер:

  • связывание вириона с поверхностью клетки,
  • слияние мембран вириона и клетки,
  • проникновение вируса внутрь клетки,
  • высвобождение нуклеотида и геномной РНК вируса,
  • интеграция генома вируса в геном инфицированной клетки,
  • латентная фаза,
  • фаза активации транскрипции с ДНК провируса и последующая транскрипция белков вируса,
  • наработка всех компонентов вируса с формированием новых вирионов и их высвобождением из клетки, влекущим за собой гибель клетки‑мишени.

Как известно, ВИЧ состоит из оболочки, под которой находятся две молекулы РНК, фермент под названием обратная транскриптаза (p66), а также ферменты интеграза (p32) и протеаза (p11). На поверхности вируса, помимо прочего, располагаются молекулы-рецепторы – gp120. Это гликопротеиды – сложные комплексы, состоящие из белкового и углеводного компонентов.

Когда ВИЧ встречается с лимфоцитом, вирусные молекулы gp120 химически связываются с молекулами-рецепторами CD4, расположенными на поверхности лимфоцита (см. рисунок 1, 2). Кроме CD4-рецептора, для связывания ВИЧ с лимфоцитом необходим ещё один рецептор (корецептор) – CCR5, который также находится на поверхности лимфоцита и связывается с вирусным gp120 (см.

рисунок 3).

Рисунок 1 – ВИЧ приближается к CD4-лимфоцитуРисунок 2 – Вирусный гликопротеид gp120 взаимодействует с CD4-рецепторомРисунок 3 – Вирусный гликопротеид gp120 взаимодействует с корецептором CCR5

Как только ВИЧ связался с клеткой (T-лимфоцитом), начинается его слияние с мембраной клетки для того, чтобы проникнуть внутрь.

В процессе слияния вируса с клеткой важную роль играет вирусный гликопротеид gp41, который цепляется за клетку и как бы притягивает оболочку вируса и клеточную мембрану друг к другу (см. рисунок 4). В итоге, оболочка вируса сливается с мембраной клетки (см.

рисунок 5) и вирусные молекулы РНК, вместе с обратной транскриптазой, протеазой и интегразой, попадают в клетку.

Рисунок 4 – Вирусный гликопротеид gp41 цепляется за мембрану клетки и притягивает к ней ВИЧРисунок 5 – ВИЧ сливается с клеткой

Итак, носителем генетической информации ВИЧ является молекула РНК, в то время как у подавляющего большинства организмов, в том числе и у человека, носителем генетической информации является ДНК. ВИЧ, проникнув в клетку человека, помимо собственных ферментов, использует также ресурсы самой клетки для того, чтобы размножиться. Однако, человеческая клетка способна считывать наследственную информацию только с ДНК. Поэтому, с помощью обратной транскриптазы, ВИЧ создаёт молекулу ДНК на основе своей РНК. Происходит как бы переписывание генетической информации с РНК на ДНК. Чтобы понять, что представляет собой процесс создания ДНК на основе РНК, рассмотрим вкратце строение данных молекул.

Итак, любая молекула ДНК состоит из четырёх типов нуклеотидов – аденина (А), гуанина (Г), тимина (Т) и цитозина (Ц), чередующихся друг с другом в определённом порядке и формирующих длинную цепь. В молекуле РНК нуклеотид тимин отсутствует, а вместо него присутствует другой нуклеотид – урацил (У).

Молекула РНК ВИЧ состоит из более чем 9000 нуклеотидов. Причём молекула РНК ВИЧ состоит из одной цепи, а ДНК, в которой хранится генетическая информация у человека (и у других организмов), состоит из двух цепей.

С помощью обратной транскриптазы, на основе молекулы РНК ВИЧ создаётся молекула ДНК, которая несёт генетическую информацию вируса. Происходит это так: возле каждого нуклеотида РНК встаёт нуклеотид будущей ДНК. Так возникают пары.

Причём пары формируются таким образом, что нуклеотид А соседствует с Т (или с У), а нуклеотид Г соседствует с Ц. После построения одной цепи ДНК, начинается построение второй – в результате образуется двухцепочечная молекула ДНК ВИЧ (см. рисунок 6).

Рисунок 6 – Сверху вниз: синтез ДНК ВИЧ с участием обратной транскриптазы; отделение цепей ДНК ВИЧ и РНК ВИЧ друг от друга; синтез двухцепочечной ДНК ВИЧ

Когда ДНК ВИЧ, созданная на основе РНК ВИЧ, полностью готова, она отправляется в ядро клетки, где встраивается в ДНК этой клетки.

Доставка ДНК ВИЧ в ядро клетки, а также непосредственно встраивание (интеграция) вирусной ДНК в ДНК клетки происходит с помощью фермента интегразы. Итак, сразу после синтеза вирусной молекулы ДНК, к ней присоединяется интеграза – формируется так называемый преинтеграционный комплекс. Затем интеграза модифицирует ДНК ВИЧ, а именно удаляет по два нуклеотида с обоих концов ДНК (см. рисунок 7).

Это необходимо для того, чтобы ДНК ВИЧ смогла встроиться в ДНК клетки. Затем следует так называемый этап переноса цепи интегразой: ДНК ВИЧ доставляется в ядро, где интеграза связывается с молекулой ДНК клетки и интегрирует в неё вирусную ДНК (см. рисунок 8). В том месте, где происходит интеграция, возникают разрывы молекулы ДНК клетки.

Эти разрывы восстанавливаются (репарируются) уже с помощью собственных ферментов клетки. Таким образом, вирусная ДНК становится частью ДНК клетки (CD4-лимфоцита).

Рисунок 7 – Интергаза удаляет короткие динуклеотидные участки с концов молекулы ДНК ВИЧРисунок 8 – Сверху вниз: интеграза встраивает ДНК ВИЧ в геном клетки; клеточная РНК-полимераза синтезирует молекулу РНК ВИЧ

Итак, гены вируса становятся частью генома T-лимфоцита (CD4-лимфоцита). После этого уже сама клетка (T-лимфоцит) начинает производить копии вирусной РНК, а также вирусные белки. Происходит это так: вначале на основе генов вируса (вирусной ДНК, встроенной в ДНК клетки) образуется большое количество вирусных РНК. Этот процесс называется транскрипция и происходит аналогично тому, как до этого на основе РНК ВИЧ образовалась ДНК ВИЧ, только как бы в обратном направлении (теперь на основе ДНК образуются молекулы РНК). Данный процесс протекает уже под действием фермента самой клетки – РНК-полимеразы (см. рисунок 8).

Вирусные молекулы РНК несут информацию о свойствах ВИЧ, а именно – о структуре белков, из которых состоит его оболочка, а также о структуре вирусных ферментов (обратной транскриптазы, интегразы, протеазы).

На основе этой информации в клетке синтезируются (образуются) компоненты оболочки вируса и вирусные ферменты. Этот процесс называется трансляцией, и происходит он при участии клеточной рибосомы (см. рисунок 9).

В процессе трансляции образуются крупные молекулы структурных белков ВИЧ, которые затем разделяются на более мелкие с помощью вирусного фермента протеазы (см. рисунок 10). Таким образом, протеаза ВИЧ принимает участие в «созревании» вирусных белков.

Из вновь синтезированных белков и молекул РНК формируются новые вирионы (вирусы). Таким образом, ВИЧ, попав в клетку, размножается.

Рисунок 9 – Рибосома считывает информацию с РНК ВИЧ и синтезирует вирусный белокРисунок 10 – Протеаза разрезает вновь синтезированную молекулу белка ВИЧ на более мелкие фрагментыРепликация вируса иммунодефицита в клетке

Новые вирусы в дальнейшем покидают клетку. Каждый отдельный вирус (вирион), покидая клетку, захватывает с собой часть клеточной мембраны.

В итоге, внешняя оболочка вируса, вышедшего из клетки, включает в себя, в том числе, компоненты мембраны этой клетки. В результате клетка разрушается и погибает.

Поскольку ВИЧ поражает преимущественно T-лимфоциты, содержащие на своей поверхности CD4-рецепторы, то у человека, инфицированного вирусом иммунодефицита человека, количество этих лимфоцитов постепенно снижается, вплоть до практически полного их исчезновения.

Снижение количества иммунных CD4-клеток приводит к СПИДу, характеризующемуся тем, что организм становится крайне уязвимым к большому количеству инфекций. Причём инфекции при СПИДе часто могут вызываться теми микроорганизмами (бактериями, вирусами, грибами), которые для людей с нормальным иммунитетом вообще не представляют опасности.

Подписывайтесь на нас:

В Контакте

Zenyandex

Instagram

Источники использованныепри написании статьи:

https://.com/vichnemif

https://ru.wikipedia.org/wiki/

https://studopedia.ru/

Материал по теме:

https://.com/@azbukah-chto-takoe-vich

2. Что такое СПИД?

https://.com/@azbukah-chto-takoe-spid1

3. Модель ВИЧ — вируса иммунодефицита человека

https://.com/@azbukah-model-vich-virusa-immunodeficita-cheloveka1

4. Так выглядит ВИЧ снятый с помощью электронного микроскопа

https://.com/@azbukah-tak-vyglyadit-vich-snyatyi-s-pomoschu-elektronnogo-mikroskop

5. Вирус иммунодефицита человека

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%81_%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D1%82%D0%B0_%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0

#азбукаэйчовиx #azbukahiv #репликациявич #вичинфекция #вич #спид #узнайсвойстатус #стопвичспид

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c6d83baf8bca700afc9cfdd/jiznennyi-cikl-vich-kak-virus-pronikaet-v-kletku-kak-proishodit-ego-razmnojenie-replikaciia-5c861be5f117cb00b38c41f5

Тропизм вич проявляется к клеточному рецептору

Тропизм вич проявляется к клеточному рецептору

Рецептором для ВИЧ является дифференцировочный антиген CD4, а также неспецифические, не зависящие от наличия CD4 компоненты.

Фиксация вируса с мембранным рецептором CD4 клетки хозяина блокирует основную функцию этих иммунокомпетентных клеток — восприятие сигналов от антигенпрезентирующих клеток.

Последующая за рецепцией репликация вируса ведет к гибели клеток, выпадению выполняемой ими функции и развитию иммунодефицита.

В организме человека имеется целый ряд иммунокомпетентных, соматических и ряд других клеток, имеющих рецепторы для ВИЧ (CD4+ лимфоциты, CD8+ лимфоциты, дендритные клетки, моноциты, эозинофилы, мегакариоциты, нейроны, микроглия, сперматозоиды).

Помимо основного рецептора для ВИЧ-1 — CD4, имеется еще ряд корецепторов, в частности, хемокиновые рецепторы, необходимые для проникновения ВИЧ в клетку.

Проникнув в CD4+ клетки, ВИЧ сразу же начинает репликацию. Все регуляторы, активирующие СD4+клетки, обеспечивают увеличение репликации вируса.

К подобным регуляторам относятся фактор некроза опухолей (ФНО), фактор, стимулирующий колонии гранулоцитов/макрофагов, интерлейкин-6 (ИЛ-6).

К негативным регуляторам, тормозящим репликацию вируса, относятся интерферон (ИФ) и трансформирующий фактор роста.

Выделено два типа СР4+клеток: Т-хелперы-1 (Th1) и Т-хелперы-2 (Th2). У больных ВИЧ-инфекцией идет угнетение Th1, чем обеспечиваются и вирусная патология, и онкогенез.

Жизненный цикл ВИЧ после проникновения в организм имеет последовательный характер: связывание вириона с поверхностью клетки, слияние мембран вириона иклетки, проникновение вируса внутрь клетки, высвобождение нуклеотида и геномной РНК вируса, интеграция генома вируса в геном инфицированной клетки, латентная фаза, фаза активации транскрипции с ДНК провируса и последующая транскрипция белков вируса, наработка всех компонентов вируса с формированием новых вирионов и их высвобождением из клетки, влекущим за собой гибель клетки-мишени.

В патологический процесс вовлекаются в первую очередь и в большей степени CD4+ лимфоциты, моноциты крови, макрофаги тканей, дендритные клетки крови, лимфатических узлов, селезенки, кожи, альвеолярных и интерстициальных макрофагов легких, микроглия и другие клетки нервной системы, имеющие CD4-рецепторы.

Так же поражаются В- и О-лимфоциты, ретикулярные клетки, эпителиальные клетки кишечника, клетки Лангерганса, причем последние инфицируются даже легче, чем CD4+ лимфоциты.

Именно клеткам Лангерганса придается большое значение в распространении ВИЧ по организму, ибо в них вирус сохраняется длительное время, иногда годы.

Наличие CD4 рецептора на многих и не только иммунокомпетентных клетках, возможность поражать и клетки, не имеющие этого рецептора, определяют политропность ВИЧ и полиморфизм клинической картины.

Если на CD4+ лимфоциты вирус оказывает цитопатическое действие с лизисом клетки или слиянием в синцитий, то в моноцитах/макрофагах ВИЧ реплицируется с умеренной интенсивностью и не оказывают цитонекротического действия.

Изучение динамики сывороточных монокинов подтверждает активное участие в патогенезе ВИЧ-инфекции моноцитов/макрофагов, основных продуцентов фактора некроза опухолей и интерлейкина-1B.

С гиперпродукцией ФНО-а, ИЛ-1b и ИЛ-6 связывают развитие при ВИЧ-инфекции лихорадки, анемии, диареи, кахексии, патологических изменений на коже и слизистых при саркоме Капоши, церебральных симптомов.

В то же время было установлено, что ВИЧ ингибирует продукцию ИЛ-2 и g -ИФ, синтезируемым Т-хелперами первого типа, и не ингибирует функцию Т-хелперов второго типа. Следовательно, играя важную роль в регуляции синтеза цитокинов, ВИЧ за счет переключения иммунного ответа с Т-хелперов первого типа на Т-хелперы второго типа, стимулирует гуморальное звено иммунитета.

После инфицирования клетки вирусом происходит соединение вирусной оболочки с мембраной клетки. Помимо того, вирусный белок обеспечивает слияние мембран соседних клеток между собой с образованием одной многоядерной клетки — синцития. При этом слияние может быть как зараженных клеток между собой, так и зараженных с незараженными.

С момента интеграции генома вируса в геном клетки начинается стадия латентной инфекции. В этот период вирус находится в клетке в виде интегрированного в геном ДНК — провируса.

В расшифровке патогенеза ВИЧ-инфекции многие вопросы решены, установлены основные этапы развития процесса в клетке после инфицирования ее вирусом. Выявлен ряд факторов, активирующих экспрессию генов ВИЧ.

К ним относятся факторы, активирующие Т-лимфоциты: специфические антигены (например, вирусы группы Herpes), неспецифические антигены (например, митогены типа фитогемаглютинина), цитокины (например, фактор некроза опухолей, некоторые интерлейкины, гамма-интерферон), бактериальные иммуномодуляторы.

К активаторам экспрессии ВИЧ относятся глюкокортикостероидные гормоны, ультрафиолетовое облучение, перекись водорода, свободные кислородные радикалы. Активирует инфекционный процесс беременность.

Исключительно важный этап патогенеза болезни — сборка вирусных частиц и выход нового потомства вируса из инфицированной клетки. Отличительной чертой ВИЧ является взрывной характер процессов активации транскрипции, синтеза белков-предшественников, сборки вирионов и их почкования: за 5 минут одна лимфоцитарная клетка может образовать до 5000 вирусных частиц.

Вирусная экспрессия определяет клинику ранней фазы болезни. Пик экспрессии вируса в клетках лимфоидной ткани предшествует накоплению его в плазме. Появление вирусспецифических цитотоксических Т-лимфоцитов совпадает со временем окончания экспрессии вируса в лимфатических узлах. Образование нейтрализующих антител обеспечивает переход острой фазы болезни в хроническую.

Иммунопатогенетически ВИЧ-инфекция проявляется дефицитом Т- и В-звеньев иммунной системы, дефицитом комплемента, фагоцитов, снижением функции неспецифических факторов защиты. В результате идет формирование анергии с проявлениями аллергического, аутоаллергического и иммунокомплексного патологического процесса.

Уже во II стадии ВИЧ-инфекция характеризуется снижением абсолютного числа лейкоцитов, повышением уровня естественных киллеров (NK-клетки), нарастанием реакции торможения миграции лимфоцитов. Изменения гуморального звена иммунитета проявляются нарастанием IgG+ В- лимфоцитов и 4-5-кратным ростом уровня сывороточных IgE.

Выявляется диспропорция уровней подклассов иммуноглобулинов: IgG1 и IgG3 у больных увеличивается, а концентрация IgG2 и IgG4 существенно уменьшается.

Несмотря на гипергаммаглобулинемию, увеличение количества циркулирующих в крови В-лимфоцитов, их функциональная активность на митогены остаются относительно сниженными, что позволяет В-систему иммунитета у ВИЧ-больных расценивать как супрессированную. Количество В-клеток в периферической крови больных в стадии СПИДа может быть снижено в три и более раз.

Взаимодействие ВИЧ-1 с мембраной CD4+ лимфоцитов определяет не только отрицательные реакции инфицированных клеток, но и приводит к программированной клеточной гибели — апоптозу зрелых CD4+ лимфоцитов или CD34+ гемопоэтических клеток-предшественников даже при отсутствии их инфицирования вирусом.

Л.Монтанье (1996) считает, что в патогенезе СПИДа основное место принадлежит аутоиммунному процессу.

В пользу этого говорят исследования характера иммунных реакций у больных: наличие аутоантител и аллоантител к лимфоцитам, формирование аллергических реакций цитотоксического типа, накопление циркулирующих иммунных комплексов, наличие комплементопосредованной цитотоксичности, активация антителозависимой клеточной цитотоксичности.

В пользу наличия аутоиммунных процессов в патогенезе ВИЧ-инфекции говорят и клинические проявления болезни, в частности, часто сопутствующие болезни такие типичные аутоаллергические варианты патологии, как спондилоартропатии, системные ревматоидные синдромы.

Формирование иммунодефицита при ВИЧ-инфекции не ограничивается только поражением лимфоцитов с CD4-фенотипом. Так, нарушение синтеза белков НLA I ведет к ингибированию функции лимфоцитов с CD8-фенотипа, т.е. Т-супрессоров.

Белок вируса оказывает супрессивное действие на продукцию Т-клетками ИЛ-2 и g – интерферона. А с продукцией ИЛ-2 и других цитокинов тесно связана функция цитотоксических Т-лимфоцитов, ответственных за противовирусную и противоопухолевую защиту организма.

Все это патогенетически определяет характерную для ВИЧ-инфекции ассоциированную вирусную, бактериальную, грибковую и онкопатологию.

Наряду с поражением иммунной системы в патологический процесс вовлекается и кроветворная ткань. Для заболевания характерны лейкопения, анемия, тромбоцитопения.

Таким образом, поражение иммунной системы при ВИЧ-инфекции носит системный характер, проявляясь глубокой супрессией Т- и В-звеньев клеточного иммунитета.

В ходе развития ВИЧ-инфекции происходят закономерные изменения гиперчувствительности немедленного и замедленного типа, гуморального иммунитета и факторов неспецифической защиты, функциональной активности лимфоцитов и моноцитов/макрофагов.

Нарастает уровень сывороточных иммуноглобулинов, циркулирующих иммунных комплексов. Наряду с дефицитом CD4+ лимфоцитов в динамике болезни нарастает функциональная недостаточность CD8+ лимфоцитов, NK-клеток, нейтрофилов.

Нарушение иммунного статуса клинически проявляется инфекционным, аллергическим, аутоиммунным и лимфопролиферативным синдромами иммунологической недостаточности, синдромами, свойственными болезни иммунных комплексов. Все это определяет в целом клинику ВИЧ-инфекции.

Источник: https://infekciya-immunitet.ru/ippp/tropizm-vich-proyavlyaetsya-k-kletochnomu-receptoru.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.