Реферат: Коровье бешенство

Но откуда вообще взялась эта напасть?

Ведьраньше коровье бешенство было экзотикой, болезнь Кройцфельдта — Якоба почти невстречалась, а теперь в одной только Великобритании зарегистрировано 177 тысячслучаев коровьего бешенства, от болезни Кройцфельдта — Якоба скончались 88человек!Многие люди имеют представление, будто мы живём в некоемзафиксированном мире. На самом же деле мы живём в мире, который постоянноизменяется. Эволюция вирусов, эволюция бактерий, эволюция всего Того, что можетвызывать патологические состояния, происходит постоянно. Эволюционирует вирусСПИДА, то есть постоянно появляются его новые формы, мутации. Эволюционируетвирус гриппа. И поэтому неудивительно, что то, что происходит сейчас с болезньюбешенства коров, – это тоже случай такой эволюции, но эволюции не безвмешательства человека. Но это не означает, что были некие лаборатории, которыесоздали прионыкак оружие и потом пытались его использовать, – это полныйабсурд. Что скорее всего произошло – что люди начали использовать продуктыживотного происхождения для скармливания самим же животным, что являетсясовершенно противоестественным: как все мы знаем, коровы – это травоядные. Нодля Того, чтобы коровы были более мясистыми и, соответственно, коммерческиболее выгодными, им начали скармливать пищу, которая содержит много белков. Этапища производится из таких же коров или других животных. Таким образом, в пищустали попадать вещи, которые в ходе нормальной эволюции никогда в пищу коров непопадали. Скорее всего, когда — то, на каком — то этапе, какая — то из коров –или какое — то другое животное – заболели болезнью бешенства коров. Ясно, чтоесли существуют болезни, которые вызываются прионами, то они могли возникнуть исреди коров. Но если бы эта корова не была использована для Того, чтобы из неёделать корм для другой коровы, и не попала бы ей в пищу, то проблема развитияболезни не возникла бы, потому что – как и в случае людоедов, которых открылГайдушек, – для Того, чтобы заразиться этой болезнью, нужно съесть больное животноеили поражённый болезнью орган больного животного. Что и произошло. И болезньбешенства коров стала распространяться потому, что коровам стали скармливатьпродукты животного происхождения, в том числе и те, что уже были зараженыболезнью бешенства коров.

Откуда взяласьэпидемия

Почему жередкая болезнь вдруг приняла характер коровьей эпидемии? Примерно восемь летназад ученые высказали предположение, что основной источник заражения крупногорогатого скота в Англии — мясокостная мука, получаемая из туш овец (средикоторых были и животные, больные скрейпи) и добавляемая в корма. Правда,костную муку добавляли в коровий рацион и 50 лет назад, а эпидемия коровьегобешенства разразилась лишь недавно. Все дело в том, что 15 лет назад вВеликобритании была изменена технология переработки туш овец на костную муку — опущены некоторые стадии высокотемпературной обработки. В результате этоговозбудитель сохранил свою активность и коровы массово заболели губчатообразнойэнцефалопатией. Скорее всего, коровье бешенство передается через корм, а не отодного животного к другому непосредственно. Поэтому в стаде иногда болеют всеголишь одна — две коровы. Но велика вероятность Того, что болезнь передаетсякоровьему потомству — от родителей к детям.

Любая изперечисленных болезней может иметь три варианта возникновения:

а)инфекционный (уже упомянутый),

б)наследственный,

в) спорадический,то есть появление, казалось бы, без видимых причин, когда не просматривается нинаследственной предрасположенности, ни инфекции.

Оказывается,очень даже бывают. Дело в том, что в индустриально развитой Западной Европе дляоткорма скота используют так называемые белковые добавки. Один американскийветеринар утверждал, что эти добавки изготавливают из мяса погибших и издохшихот болезней животных и птиц. Причем дохлых «домашних любимцев»перерабатывают вместе с противоблошиными ошейниками, испортившееся мясо изсупермаркетов — с полиэтиленовой упаковкой. (Из этой же массы, кстати,изготавливают и расхваленные рекламой корма для собак и кошек.) Получается, чтобуренок кормят продуктом, в котором содержится мясо их родичей. «Прионовыйбунт» в организме коровы — каннибала приводит к возникновению инфекции губчатогоэнцефалита, которая опасна и для человека, стоящего следом за коровой впищевой цепочке.

Что скореевсего произошло — что люди начали использовать продукты животного происхождениядля скармливания самим же животным, что является совершеннопротивоестественным: как все мы знаем, коровы — это травоядные. Но для Того,чтобы коровы были более мясистыми и, соответственно, коммерчески болеевыгодными, им начали скармливать пищу, которая содержит много белков. Эта пищапроизводится из таких же коров или других животных. Таким образом, в пищу сталипопадать вещи, которые в ходе нормальной эволюции никогда в пищу коров непопадали.

Хорошиеи плохие прионы

Туттребуется небольшое пояснение: молекулы белка, представляющие собой, какизвестно, длинные цепочки из остатков аминокислот, имеют и вполне определённуюпространственную организацию. Поэтому, характеризуя белок, учёные говорят о егопервичной, вторичной, третичной, а в отдельных случаях и о четвертичнойструктурах. Первичная структура белка отражает его аминокислотнуюпоследовательность, т. е. порядок чередования аминокислотных остатков в молекуле.

Вторичнаяструктура белка отражает конформацию молекулы, т. е. способ её скручивания впространстве. Одна из наиболее распространённых моделей – спираль.

Третичнаяструктура белка отражает трехмерную конфигурацию уже скрученной молекулы впространстве. Скажем, та же самая спираль, но ещё и изогнутая.

Ну, ачетвертичная структура белка образуется за счет взаимодействия между разнымимолекулами и характерна лишь для некоторых белков, например гемоглобина.

Каждыйбелок имеет свою постоянную неизменную структуру, по которой клетка егоидентифицирует. Это своего рода пароль, ключ к замку. Любой белок с незнакомойклетке структурой является для неё чужеродным и подлежащим инактивации. Так чтоже делают прионы? Профессор Тараховский поясняетПрионыспособны переводить белок из конформации обычной вконформацию необычную, которая клеткой воспринимается как нечто чужеродное, иклетка пытается этот белок уничтожить, превратить в нечто такое, что не можетбыть использовано клеткой, и этот белок становится нерастворимым. То есть онпревращается в какие — то частички, и эти частички образуют нити, или тяжи,которые не имеют практически уже никакой функции – той, что выполняли этибелки. Они просто заполняют клеточное пространство. То есть с точки зренияклетки она выполнила свою функцию, потому что она инактивировала белокнеправильной конформации. Но для клетки эта инактивация имеет чудовищныепоследствия, потому что эти нефункциональные белки, накапливаясь в клетке, еёпрактически убивают. И многие клетки, содержащие эти белки, погибают. Ужасзаключается в том, что эти прионыобладаютспособностью, связываясь с белками, переводить их в такую конформацию, котораяпотом не возвращается назад. Таким образом, это практически необратимыйпроцесс.

Впрочем,такой трансформации подвергаются не все белки подряд, а лишь те же прионы.Дело в том, что ген, кодирующий первичную структуру прионов, то естьопределяющий свойственную им последовательность аминокислот, найден не только увсех людей, но и вообще у всех млекопитающих и даже у некоторых птиц. Этозначит, что в природе существуют как минимум две формы соответствующего белка –нормальная, всегда присутствующая в организме людей и животных, и патогенная,которая, собственно, и именуется прионом. Сам термин"прион" — это сокращение словосочетания «infectiousprotein», то есть«инфекционный белок». Больше всегоприонных белков в мозге, гораздо меньше – в лёгких, кишечнике, селезёнке, ещёменьше – в мышцах. Пока прионный белок находится в обычной форме – онаименуетсяальфа — конформацией, – он хорошо растворяется в биологическихжидкостях и способен выполнять свойственную ему функцию – правда, учёные покане знают, какую именно. Однако изредка и по неизвестным пока причинам этотбелок принимает иную, аномальную форму – её называютбета — конформацией,– образует нерастворимые агрегаты и выступает как чужеродное и вредное дляорганизма тело, в конечном счёте разрушая работу всей нервной системы.

Прион — это обычный белок.Он есть у каждого из нас на поверхности нервных клеток. В своем нормальномсостоянии его молекула скручена определенным образом. По какой — то причине онаможет раскрутиться и приобрести «неправильную» пространственнуюконфигурацию. «Неправильные» распрямленные молекулы прионов легко склеиваютсядруг с другом, на нервной клетке образуются белковые бляшки, и она погибает. Наместе погибшей нервной клетки образуется пустота — вакуоль, заполненнаяжидкостью. Постепенно весь мозг превращается в дырчатую субстанцию, похожую нагубку, и человек или животное погибает.

Путипереноса генетической информации в клетке обобщает предложенная Ф. Криком такназываемая центральная догма молекулярной биологии (рис. 1) [3]. Основной путьпереноса: от генов — дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), способной ксамовоспроизведению, — к рибонуклеиновой кислоте (РНК), иногда способной ксамовоспроизведению, и, наконец, — к белкам. На этом этапе заканчивается путьпереноса информации. Она не возвращается к нуклеиновым кислотам, а белки неспособны к самовоспроизведению. До последнего времени считалось аксиомой, чточередование аминокислотных остатков в полипептидных цепях, то есть первичнаяструктура белков, однозначно определяет характер их складывания и тем самымфункциональную активность [4, 5]. Эти представления были поколеблены взначительной степени благодаря исследованиям, о которых пойдет речь дальше.

 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА ПРИОНОВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Инфекционноеначало оказалось ассоциированным именно с упомянутыми белковыми образованиямиголовного или спинного мозга. При этом белок — прион(РгРSc) из этихвысокомолекулярных агрегатов и растворимый неинфекционный белок (РгРC) здоровыхособей имеют одинаковую первичную структуру, то есть одинаковую аминокислотнуюпоследовательность, но различаются по вторичной и третичной структуре, то естьхарактером укладки полипептидной цепи (рис. 2).

В белке РгРScобнаруживается существенно больше так называемых B — слоев — около 43 % (в РгРC- 3 %) — и несколько уменьшается количество (43 — 34 %) так называемых a — спиралей. При этом инфекционный белок, образующий уже упомянутые амилоидныетяжи, оказывается более кислотоустойчивым, термоустойчивым и более устойчивым кпротеолизу, нежели его клеточный гомолог РгРC. Оказалось, что инфекционныйбелок возникает путем модификации своей структуры из обычного клеточного белкаи при этом приобретает свойство инфекционности [8]. На рис. 3 показанаструктура этого гена (PRNP) человека. Сверху — известные варианты нормальногополиморфизма, то есть аминокислотные замены, не приводящие к заболеванию. Внизу- мутационные замены, приводящие к нейродегенеративным заболеваниям [8]. Особыйинтерес представляет начальный конец гена и соответственно так называемый N — терминальный конец белка. Здесь закодированы пять повторов из восьмиаминокислот. Уменьшение числа повторов на один не сопровождаетсяпатологическими последствиями, в то время как увеличение числа повторов(известны варианты вплоть до 12 повторов) приводит к одной из наследственныхформ заболевания [8]. Следовательно, эти повторы играют существенную роль ворганизации структуры белка и каким — то образом влияют на возможность егопревращения в инфекционную форму.Итак, наследственные варианты заболевания — результат мутационного изменения первичной структуры белка, облегчающегопревращение его в приони далее — превращение всех вновь синтезируемых полипептидовв прионную, патогенную и инфекционную форму. Спорадическая форма заболевания — спонтанное изменение характера укладки полипептидной цепи, превращающееклеточный белок в прион, а далее — опять же превращение всех вновьсинтезируемых полипептидов в прионную, то есть инфекционную и патогенную,форму. Здесь очень важно отметить, что при одной и той же первичной структуре,то есть одной и той же аминокислотной последовательности, без всяких измененийкодирующего гена может возникнуть несколько вариантов укладки приона, иэти различающиеся варианты укладки воспроизводятся при последующей инфекции.Они получили название штаммов или правильнее — клонов приона[15].И, наконец,инфекционная форма прионных заболеваний — результат проникновения в организм, вклетку млекопитающих инфекционного белка, возникшего любым из двух упомянутыхспособов. Встандартные концепции легко укладывается возникновение наследственных формзаболевания. Можно представить, что одна первичная структура служит основой дляразных способов пространственной укладки белковой молекулы. Тут требуетсянебольшое пояснение: молекулы белка, представляющие собой, как известно,длинные цепочки из остатков аминокислот, имеют и вполне определённую пространственнуюорганизацию. Поэтому, характеризуя белок, учёные говорят о его первичной,вторичной, третичной, а в отдельных случаях и о четвертичной структурах.Первичная структура белка отражает его аминокислотную последовательность, т. е.порядок чередования аминокислотных остатков в молекуле. Вторичная структурабелка отражает конформацию молекулы, т. е. способ её скручивания впространстве. Одна из наиболее распространённых моделей — спираль. Третичнаяструктура белка отражает трехмерную конфигурацию уже скрученной молекулы впространстве. Скажем, та же самая спираль, но ещё и изогнутая. Ну, ачетвертичная структура белка образуется за счет взаимодействия между разнымимолекулами и характерна лишь для некоторых белков, например гемоглобина. Каждыйбелок имеет свою постоянную неизменную структуру, по которой клетка егоидентифицирует. Это своего рода пароль, ключ к замку. Любой белок с незнакомойклетке структурой является для неё чужеродным и подлежащим инактивации. Так чтоже делают прионы? Профессор Тараховский поясняет:  

«Здоровые»прионовые белки встречаются в виде различных по составу протеиновых компонентовв клетках головного мозга различных видов животных. Они расположены наповерхности нервных клеток и, судя по всему, играют определенную роль в передачесигналов, идущих от раздражителей.Эта клеточная форма прионов (ПрПк, к =клеточный; РrР, с = cellular) отличается от их патологической формы (ПрПск, ск= скрэпи; PrPsc, sc = scrapie) своей пространственной структурой. С этимсвязано драматическое изменение с точки зрения устойчивости по отношению квнешним воздействиям и расщепляемости посредством ферментов. В то время, как прионыПрПк расщепляютсялегко, прионыПрПск проявляют крайне высокую устойчивость к ферментам,высокой температуре и средствам дезинфекции.

ХРОНОЛОГИЯЭПИДЕМИИ

прионныебелки способны существовать в двух различных формах. Абсолютно одинаковые посоставу, эти две формы сильно различаются по своей пространственной структуре.Если белок находится в обычной форме, он хорошо растворяется в биологическихжидкостях и способен выполнять свойственную ему функцию. Оказавшись в другой,аномальной, форме, он образует нерастворимые агрегаты и выступает какчужеродное и вредоносное для организма тело. Именно с отношениями между этимидвумя свойствами связано самое важное свойство прионов — явление, с которымбиологи никогда раньше не встречались. Белок, находящийся в аномальной форме,сталкиваясь со своим сородичем, имеющим обычную форму, переводит его в ту жеаномальную форму. Так, выяснилось, что белки, открытые Прусинером, оказываютсявозбудителями болезней: попадая в здоровый организм, аномальный белок«заражает» белки, находившиеся до этого в обычной форме, в результатенакапливаются агрегаты, которые разрушают клетки мозга.

МНЕНИЕ

По следамЭскулапа (прямой эфир на Радио" Свобода ")

ДаниилГолубев:

По егоданным, белковая молекула нормального прионаимеет форму спирали,она как бы сложена (" скручена "). Когда в силу тех или иных причинмолекула" раскручивается «и начинает походит на пучок гладких волос, прионыстановятся смертельноопасными. Соприкасаясь с нормальными прионами прионыпатогенные индуцируютизменения формы их молекул, то есть трансформируют их в патогенные. Идетсвоеобразная молекулярная цепная реакция таких изменений, сопровождающаясядегенерацией нервных клеток головного мозга.

Механизмпередачи инфекции И альфа -, и бета — конформации приона– это спираль, вся разница лишь в том, что молекулапатогенного белка имеет примерно на 10 процентов меньше изогнутых участков, чеммолекула белка безвредного. Между прочим, прионы– самые мелкие извсех известных инфекционных агентов: они примерно в сто раз меньше, чем вирусы.Самое же страшное – и с этим явлением биологи никогда раньше не встречались –состоит в том, что патогенный прион, сталкиваясь со своим нормальнымсородичем, переводит его в свою конформацию, то есть как бы заражает. И попав вдругой организм, прионможет вызыватьпоявление бета — конформаций нормальных белков, закодированных в том же гене,что и он сам. Именно таким был механизм передачи инфекции „куру“ приритуальном каннибализме на Новой Гвинее, так же происходит и заражение болезньюКройцфельдта — Якоба при поедании мяса инфицированных прионами коров.Проявление этой болезни в своё время называлось размягчением мозга. Но это –банальный язык, который не объясняет саму патологию. А патология такова, что прионы, которые вызывают бешенство коров, попадая вклетки, приводят к возникновению этих фибрилл, или тяжей, и клетки разрушаются,дегенерируют. Таким образом, происходит необратимая потеря клеток мозга, современем симптомы болезни становятся очевидными, и человек погибает.

Откудаберутся „неправильные“ прионы? Причиной болезни (Крейтцфельдта- Якоба, например) может быть наследственная предрасположенность. Небольшаяошибка в нуклеотидной последовательности гена, кодирующе ГО прион,вызывает синтез „неправильных“ белковых молекул с»раскрученной" конфигурацией. Вероятно, такие аномальные прионыу человека и животныхпри наличии генетической предрасположенности накапливаются с возрастом и витоге вызывают полное разрушение нейронов головного мозга. Считается, что припопадании в организм человека или животного хотя бы одной раскрученной молекулыприонапостепенно все остальные «нормальные» прионыначинаютразворачиваться аналогичным образом. Каким образом «ненормальная»молекула прионаразворачивает нормальную, неизвестно. Ученые ищут молекулу- посредник в этой цепи химических реакций, но пока безуспешно.

— Прионыспособны переводитьбелок из конформации обычной в конформацию необычную, которая клеткойвоспринимается как нечто чужеродное, и клетка пытается этот белок уничтожить,превратить в нечто такое, что не может быть использовано клеткой, и этот белокстановится нерастворимым. То есть он превращается в какие — то частички, и этичастички образуют нити, или тяжи, которые не имеют практически уже никакойфункции — той, что выполняли эти белки. Они просто заполняют клеточноепространство. То есть с точки зрения клетки она выполнила свою функцию, потомучто она инактивировала белок неправильной конформации. Но для клетки этаинактивация имеет чудовищные последствия, потому что эти нефункциональныебелки, накапливаясь в клетке, её практически убивают. И многие клетки,содержащие эти белки, погибают. Ужас заключается в том, что эти прионыобладаютспособностью, связываясь с белками, переводить их в такую конформацию, котораяпотом не возвращается назад. Таким образом, это практически необратимыйпроцесс. Впрочем, такой трансформации подвергаются не все белки подряд, а лишьте же прионы. Дело в том, что ген,кодирующий первичную структуру прионов, то есть определяющий свойственную импоследовательность аминокислот, найден не только у всех людей, но и вообще увсех млекопитающих и даже у некоторых птиц. Это значит, что в природесуществуют как минимум две формы соответствующего белка — нормальная, всегдаприсутствующая в организме людей и животных, и патогенная, которая, собственно,и именуется прионом. Сам термин "прион" — этосокращение словосочетания «infectious protein», то есть«инфекционный белок». Больше всего прионных белков в мозге, гораздоменьше — в лёгких, кишечнике, селезёнке, ещё меньше — в мышцах. Пока прионныйбелок находится в обычной форме — она именуется альфа — конформацией, — онхорошо растворяется в биологических жидкостях и способен выполнять свойственнуюему функцию — правда, учёные пока не знают, какую именно. Однако изредка и понеизвестным пока причинам этот белок принимает иную, аномальную форму — еёназывают бета — конформацией, — образует нерастворимые агрегаты и выступает какчужеродное и вредное для организма тело, в конечном счёте разрушая работу всейнервной системы. Механизм передачи инфекции И альфа -, и бета — конформации приона — это спираль, вся разница лишь в том, что молекулапатогенного белка имеет примерно на 10 процентов меньше изогнутых участков, чеммолекула белка безвредного. Между прочим, прионы — самые мелкие извсех известных инфекционных агентов: они примерно в сто раз меньше, чем вирусы.Самое же страшное — и с этим явлением биологи никогда раньше не встречались — состоит в том, что патогенный прион, сталкиваясь со своим нормальнымсородичем, переводит его в свою конформацию, то есть как бы заражает. И попав вдругой организм, прионможет вызывать появление бета — конформаций нормальныхбелков, закодированных в том же гене, что и он сам. Именно таким был механизмпередачи инфекции «куру» при ритуальном каннибализме на Новой Гвинее,так же происходит и заражение болезнью Кройцфельдта — Якоба при поедании мясаинфицированных прионами коров. — Проявление этой болезни в своё время называлосьразмягчением мозга. Но это — банальный язык, который не объясняет самупатологию. А патология такова, что прионы, которые вызывают бешенствокоров, попадая в клетки, приводят к возникновению этих фибрилл, или тяжей, иклетки разрушаются, дегенерируют. Таким образом, происходит необратимая потеряклеток мозга, со временем симптомы болезни становятся очевидными, и человекпогибает.

В ходеопытов по инфицированию мышей, которым непосредственно в головной мозгвпрыскивался мозговой материал, содержавший возбудитель, удалось перенести ивызвать болезнь. Когда же использовались мыши, измененные при помощи геннойинженерии и не обладавшие более здоровыми ПрПк, подобные опыты по инфицированиюне удавались.Т. о. предпосылкой, вызывающей ТГЭ при помощи ПрПск, являетсяналичие здоровых ПрПк. Очевидно, инфекционные белки способны после контакта вголовном мозге вызывать цепную реакцию, в ходе которой безобидные, здоровые прионыпревращаются в своихразрушительных «двойников» ПрПск. Это в настоящее время уже можетбыть доказано и при помощи лабораторных опытов в пробирках. В ходе этих опытовклеточные прионыв результате контакта со «скрэпи — прионами»изменяют свою пространственную структуру. В отличие от нормальныхприонов, болезнетворные прионыне разрушаются в желудке. Возможно, в их распространении играет важную роль ииммунная система. Дело в том, что ученые обнаружили у овец, коров, а также улюдей повышенную концентрацию прионов не только в головном мозгу, но и вминдалинах, кишечнике и селезенке. Согласно новейшим гипотезам прионынакапливаются иразмножаются в определенных защитных клетках в лимфатических узлах и селезенке.Однако по — прежнему неясно, как прионызатем попадают из селезенки вголовной мозг. Но стоит им попасть туда, как они тут же начинают своюразрушительную деятельность. Они превращают нормальные прионыв их инфекционныйвариант. Последний, в свою очередь, способен вызвать трансформацию другихклеточных прионов. Болезнетворные прионыне поддаютсярасщеплению и в качестве «мусора» или «отходов»накапливаются в нервных клетках. Рано или поздно наступает момент переполнениянервной клетки, теряющей в результате этого возможность функционироватьнормально и постепенно отмирающей. Этот процесс носит поначалу незаметный,«ползучий» характер. Лишь в стадии прогрессирующего распада клеткискорость ее разрушения возрастает.Наконец отмирает такое количество нервныхклеток, что головной мозг приобретает легко распознаваемую типичную губчатуюструктуру. Одновременно происходящие изменения вызывают вышеописанные симптомы.

Согласносозданной Прузинером «теории прионов» инфекционные белки (светло — серые, ПрПск) способны вызвать в головном мозгу цепную реакцию. Безобидные,здоровые прионы(темно — серые, ПрПк) превращаются в своих разрушительных«двойников».

Прионы вызывают у животных и у человека неизлечимые нейродегенеративныезаболевания мозга. Одно из них –губчатая энцефалопатия – сегоднябуквально у всех на устах, поскольку животная форма этой болезни, именуемая вобиходе«коровьим бешенством», получает в Европе всё болееширокое распространение, а между тем она способна передаваться и людям, вызываяу них так называемую болезнь Кройцфельдта — Якоба.

Дегенеративныеболезни, при которых мозг разрушается, превращаясь в некое подобие губки,известны давно. У больных животных на срезе мозга под микроскопом видны вакуоли- микроскопические поры. Больной мозг напоминает пористую губку, отсюдавозникло научное название этой группы заболеваний — губчатообразнаяэнцефалопатия. Губчатообразной энцефалопатией болеют коровы, овцы (такназываемая болезнь скрейпи), козы, грызуны и даже кошки. Животное погибает отполного разрушения мозга. Аналогичные болезни, правда чрезвычайно редко,встречаются и у людей: болезнь куру (распространенная среди папуасов НовойГвинеи) и болезнь Крейтцфельдта — Якоба. Последняя известна с прошлого века, ипоражает она приблизительно одного из миллиона людей пожилого возраста. Сначалау больного нарушается координация движений, затем наступает полная потеряпамяти, страдальца одолевают конвульсии. В итоге больной умирает. Ученые давнопоняли, что возбудитель губчатообразной энцефалопатии «живет» вголовном и костном мозге животных и людей. Наибольшая концентрация возбудителяинфекции — в продолговатом и среднем отделах головного мозга. В мясе онагораздо ниже.

Поэтому,даже несмотря на явный недостаток доказательств прионной модели губчатообразнойэнцефалопатии, Прузинер в 1997 году получил за свое открытие Нобелевскуюпремию, Патогенный прион— найти и обезвредить После Того, как было показано, что губчатообразнаяэнцефалопатия вызывается прионами, для постановки диагноза стало возможным непросто исследовать срез определенных участков головного мозга на наличие пустот- вакуолей, но и определять сам возбудитель заболевания. Биохимическимиметодами выделяют прионные белки и изучают их под электронным микроскопом — если молекулы их склеены между собой, образуют нити, то наличие патогенныхприонов в мозге сомнению не подлежит. Иммунологические методы детекции сиспользованием специфических антител к «раскрученным» патогенным прионам(иммуногистохимическийанализ срезов и иммуноблоттинг) более чувствительны, чем электроннаямикроскопия. Суть их в следующем: если антитела взаимодействуют с белками,выделенными из головного мозга, — патогенные прионыв нем есть, а еслиреакция не идет — возбудителей губчатообразной энцефалопатии в мозге нет. Самаябольшая трудность определения состоит в том, что анализ проводитсяисключительно на мозге забитых коров. То есть пока нет возможности проводитьисследование на живых животных.

Около 15лет назад в Англии тысячи коров поразила смертельная болезнь. Заболевали еюпреимущественно животные старше 4 — х лет. Симптомы многообразны. Во — первых — неровная прихрамывающая походка. На последней стадии болезни корова вообще неможет подняться — отказывают задние ноги. Во — вторых, животные теряют в весе,снижаются надои, но самое главное, меняется поведение буренок — они становятсябеспокойными, боязливыми (больные коровы особенно боятся узких проходов,коридоров и загонов), агрессивными, скрежещут зубами, стремятся отделиться отстада, резко реагируют на свет, звук, прикосновение. В общем, ведут себя какживотные, зараженные вирусом бешенства. Отсюда и бытовое название заболевания — коровье бешенство. «Новая» страшная болезнь оказалась давно известнойгубчатообразной энцефалопатией, к «настоящему» бешенству никакогоотношения не имеющей. У «настоящего» вирусного бешенства — водобоязнии у губчатообразной энцефалопатии общее — только симптомы и название, амеханизм возникновения заболеваний различен.

Егосимптомы весьма напоминали симптомы известной с XVIII в. «рысистойболезни» у овец (англ. «Scrapie» — «скрэпи» от глаголаLto scrape ", что означает" царапать "," тереть ") — животные были чрезвычайно пугливыми и дезориентированными, страдали дрожью вмышцах и в конце концов полностью утрачивали контроль над своими движениями. Попрошествии некоторого времени они погибали. В ходе дальнейших исследованийудалось выяснить, что подобные симптомы еще до 1984 г. наблюдались у коров наодной ферме в Западном Сассексе. Подробные исследования продемонстрировали, чтоголовной мозг пораженных коров, подобно головному мозгу овец, погибших отболезни" скрзпи ", был испещрен мельчайшими отверстиями, как губка.Поэтому в научном мире это новое заболевание получило название" BovineSpongiforme Enzephalopathie "(что в переводе означает" губчатоезаболевание головного мозга коровы "). Поскольку подобными заболеваниямистрадают и многие другие виды животных, являющихся их переносчиками, ихобъединяют под общим собирательным понятием Lтрансмиссивные губчатыеэнцефалопатии" (ТГЭ). В 1920 г. два врача, Ганс Г. Кройцфельд (1885 — 1964) и Альфонс М. Якоб (Джейкоб) (1884 — 1931), впервые описали этусмертельную болезнь, которая ныне носит их имя (болезнь Кройцфельда — Якоба,БКЯ, или, по — английски, Creutzfeldt — Jacob — Disease, CJD), у человека. Кчислу ее видимых внешних симптомов относятся, между прочим, депрессии,нарушения двигательной системы, неподвижность мускулов, затрудненное глотание,однако главным опознавательным признаком болезни является чрезвычайно быстраядеградация личности. Поэтому медики описывают эту болезнь, между прочим, и как«болезнь Альцгеймера, протекающую в крайне сжатый период времени».Правда, эта «класическая форма» ТГЭ встречается чрезвычайно редко на1 миллион жителей приходятся примерно 0, 5 — 1 случай заболевания.

Хуже того- в 1995 году впервые от новой болезни, очень похожей на болезньКрейтцфельдта-Якоба, в Англии начали умирать люди. В отличие от«классической» болезни Крейтцфельдта — Якоба ею заболевалипреимущественно молодые люди до 30 лет. Официальная причина — употребление впищу говядины, зараженной возбудителем коровьего бешенства. На сегодняшний деньумерли более 80 больных. Однако прямого доказательства Того, что людизаразились именно через мясо и мясные блюда, нет. Относительно небольшое числопострадавших от губчатообразной энцефалопатии — слабое утешение. Ученыеопасаются, что число заболевших может резко возрасти за счет тех, кто елговядину еще до введения санитарной экспертизы на мясокомбинатах ЗападнойЕвропы — инкубационный период коровьего бешенства у коров составляет от трех довосьми лет. Предполагается, что у людей он может быть и более длительным — до30 лет. В некоторых странах те люди, которые в пик заболеваемостигубчатообразной энцефалопатией жили в Англии, находятся под медицинскимконтролем, так как у них остается вероятность заболеть болезнью Крейтцфельдта — Якоба.

Впоследние годы был разработан метод диагностики болезни Кейтцфельдта — Якоба улюдей. Это — тоже иммунологи ческий анализ с использованием антител каномальным прионам. Реакцию проводят, отбирая пробы спинномозговойжидкости или делая срез ткани с гланд. На крупных мясокомбинатах в ЗападнойЕвропе иммунологический анализ проводят за 10 часов, то есть за то время, покатуша готовится к переработке. Если же все — таки патогенные прионыобнаружены, тушу сжигают при высокой температуре. Попоследним данным, для полного уничтожения возбудителя коровьего бешенства нужнатемпература не менее 1000 градусов!

поподсчетам специалистов, покушать мясо «бешеных» буренок уже успелиоколо миллиарда землян. К 2003 году ожидается, что ежегодно будут заболеватьнесколько миллионов человек (в скрытой форме губчатыйэнцефалитможет протекать 10лет).

В 1971 — м годуучёный доказал возможность передачи от человека животным болезни Кройцфельдта — Якоба. Все эти нейродегенеративные болезни вызывались, похоже, «медленнымивирусами», обладавшими, помимо длительного инкубационного периода, рядомдругих очень важных общих особенностей. Если обычные вирусные инфекциисопровождаются, как правило, выраженной иммунной реакцией организма, котораяхарактеризуется воспалительным процессом, повышением температуры, выработкойантител и интерферона, то медленные вирусы таких реакций не вызывали. КромеТого, все известные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК,- заключённой в белковую оболочку, причём белок выступает как средствотранспортировки нуклеиновой кислоты в клетку — хозяина. Разрушить нуклеиновыекислоты и тем самым инактивировать вирусы можно кипячением, воздействиемформальдегида, ультрафиолетового или ионизирующего излучения, но все этилечебные средства в борьбе с медленными вирусами оказались неэффективными.

Долгоевремя в области медицинской науки считалось неписаным законом, что все возбудителиинфекционных заболеваний всегда оснащены наследственной информацией,обеспечивающей им возможность размножаться. Однако в случае «рысистойболезни» и «болезни Кройцфельда — Якоба» (БКЯ) возбудитель,казалось, не соответствовал этим критериям. В случае обработки инфицированныхим проб тканей при помощи методов, убивавших вирусы и бактерии, не происходилоровным счетом ничего. Ни алкоголесодержащие дезинфекционные средства, ниультрафиолетовое излучение не разрушали этот «нетрадиционный» возбудитель.В конце концов с ним удалось покончить лишь при помощи обработки пробконцентрированными кислотами и хлоросодержащими растворами.

Дальнейшаяистория оставалась по — прежнему захватывающей. В 1972 г. умер от ТГЭ один изпациентов американского врача Стэнли Прузинера. Прузинер хотел понять причинуего смерти и прочитал с этой целью множество книг. В своих поисках оннатолкнулся на труды Чарльза Гайдусека и Винсента Цигаса. Последние в 1967 г.описали болезнь, вспыхнувшую на архипелаге Папуа — Новая Гвинея среди членовтуземного племени «форе». Сами аборигены называли эту болезнь«куру» («смеющаяся смерть»). Дело в том, что заболевших еюлюдей поначалу охватывали приступы непроизвольного смеха, после чего к нимдобавлялись симптомы, подобные симптомам ТГЭ. Самое удивительное, однако,заключалось в существовании параллелей между «куру», ТГЭ и овечьей«рысистой болезнью». Гайдусек и Цигас пришли к выводу, что причинуинфекции следует искать в людоедских ритуалах, в ходе которых племя пожирало мозгимертвецов. Под впечатлением этого вывода Прузинер в результате многолетнейсобственной исследовательской работы разработал гипотезу, согласно которойвозбудитель «рысистой болезни» лишен наследственной субстанции.Согласно его предположениям этим возбудителем был определенный белок. Он далему название «Proteinous infectious particle» (в переводе:«заразные белкообразные частицы»), сокращенно: прион — протеин (ПрП). Вотличие от бактерий или вирусов инфекционный прионне «живет»,т. к. он не содержит в себе никаких нуклеиновых кислот и никакой наследственнойинформации. Очевидно, подобный прион, несмотря на отсутствиенаследственной информации, обладает способностью к размножению и можетпереноситься. Тем самым он ставит «с ног на голову» все законымикробиологии и токсикологии. В 1982 г. Прузинер опубликовал свою теорию вспециализированном журнале «Сайенс» (США). Поначалу он столкнулся соппозицией специалистов. Однако с течением времени эта «прионоваягипотеза», после многолетних безуспешных поисков вируса, стала пользоватьсявсе большим признанием. Венцом этого успеха было присуждение ПрузинеруНобелевской премии в области медицины в 1997 г.

Куру, или«смеющуюся смерть», открыл в Новой Гвинее, в племени форе, ДаниельКарлтон Гайдушек (Гайдузек) в середине 50 — х годов. Симптомы — прогрессирующеенарушение координации движений, сопровождаемое приступами беспричинного смеха изаканчивавшееся летальным исходом. Болезнь признали инфекционной, а причиной еераспространения оказался ритуальный каннибализм в племени форе. Стоит отметить,что болезнь Крейцфельда — Якоба была описана Якобом значительно раньше, в 1921г. Как выяснили значительно позже (в 1981 г. — Пат Мерц, а в 1982 г. — СтэнлиПрусинер), для мышей, инфицированных скрэпи, характерной особенностью головногои спинного мозга больных животных является наличие белковых тяжей, которыепредставляют собой агрегаты одного из белков нервной системы, функция которогодо сих пор окончательно не установлена. Кроме Того, спинной и головной мозгбольных людей и животных напоминает губку, откуда и пошло общее название этойгруппы заболеваний — губчатые болезни мозга. Напомним, чтопродолжительность жизни заболевшего человека составляет около 9 месяцев ипрактически всегда заболевание заканчивается летальным исходом. Этот вариоид,занимающий промежуточное положение между живой и неживой материей, оказался в100 раз меньше самого мельчайшего вируса.

Поэтому,покупая мясо, нужно пристально его рассмотреть. Мясо, имеющее жировые прослойкиот насыщенного желтого до оранжевого цвета, скорее всего инфицировано. Прионныебелки выдерживают кипячение в течение двух часов. Любителям «кровавыхблюд» во избежание заражения лучше отказаться от них. Павел МОТАВКИН, профессор, специально для «В»19.02.99 «Владивосток — новости»

НОВОСТИ ИЗЛАБОРАТОРИИ

Сделаночередной шаг на пути к разгадке тайны приона

Известна также его способность к изменению формы. Толькодеформированный прион"заразен ", он способен" побуждать «соседний здоровый прионизменять свою форму. Укоров, больных» коровьим бешенством ", деформированных прионов такмного, что они парализуют функции мозга. При этом речь идет не о химическомизменении здорового приона, а только об изменении его внешней формы. (ИТАР — ТАСС, 13.01.2000)NBP ' Alliance — Media

ПРИОНЫДРОЖЖЕЙИ ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

С. Г. Инге- Вечтомов Инге — Вечтомов Сергей Георгиевич — член — корреспондент РАН,заведующий кафедрой генетики и селекции ЛГУ. Данное исследование былоподдержано РФФИ (грант № 99 — 04 — 4960) Современный взгляд на генетическую информациюзапечатлен в таблице генетического кода [1]. В ней 61 из 64 возможных сочетанийпо три основания рибонуклеиновой кислоты соответствуют 20 аминокислотам, изкоторых построены белки. Три оставшихся сочетания (UAA, UAG, UGA) представляютсобой своего рода стоп — сигналы, или сигналы прекращения роста молекулы белка.Этот код квазиуниверсален, то есть справедлив (с небольшими модификациями) длявсех живых существ [2].

Из всехэтих неизлечимых смертельных заболеваний человека и животных наиболее известнов последнее время так называемое коровье бешенство, оно же — губчатая болезньмозга коров, или BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy).

РгРC РгРSc

Аналогичныеболезни известны у целого ряда млекопитающих, прежде всего у овец и коз (атакже у мышей, хомяков, кошек и др.) под названием скрэпи, или почесуха.Возбудителем всех этих заболеваний является инфекционный белок — прион,обозначаемый как РгРSc (от Scrapi). Этот белок имеет нормальный клеточныйгомолог, то есть неболезнетворный и неинфекционный белок, обозначаемый как РгРC(от Cellular, то есть клеточный) [8]. Слово прионвозникло какмодифицированное сокращение английского: Protenacious Infection — белковаяинфекция. Характерным проявлением всех этих заболеваний на последних стадиях ихразвития служит образование в тканях головного и спинного мозга миелоидныхтяжей и бляшек, состоящих из упомянутого прионного белка РгРSc. При этом тканимозга на срезе приобретают вид губки. Отсюда и наименование «губчатаяболезнь мозга».

ЛИТЕРАТУРА

1.Crick F. H. C. The genetic code — yesterday, today, and tomorrow//ColdSpring Harbor Symp. Quant. Biol. 1966. V. 31. P. 3 — 9.

2.Osava S., Jukes Т. Н., Watanabe K., Muto A. Recent evidence for evolutionof the genetic code//Microbiol. Rev. 1992. V. 56. P. 229 — 264.

3.Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Т. 2. М.: Мир, 1988. С. 34 — 66.

4.Sanger F. The structure of insulin//Currents in Biochemical Research. WileyInterscience. N. Y., 1956.

5.Сенгер Ф. Лауреаты Нобелевской премии. Т. 2. М.: Прогресс, 1992. С. 379 — 383.

7.Prusiner S. B. Prions//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 13363 — 13383.

8.Prusiner S. B. Molecular biology and pathogenesis of prion diseases//TIBS.1996.21 December. P. 482 — 487.

15.Bessen R. A., Marsh R. F. Distinct PrP proteins suggest the molecular basisof strain variation in transmissible mink encephalopathy//J. Virol. 1994. V.68. P. 7859 — 7868.

16.Aguzzi A., Weissmann C. A suspicious signature//Nature. 1996. V. 383. P.666 — 667.

17.Parchi P., Capellari S., Chen S. G., Petersen R. B., Gambetti P., Kopp N.,Brown P., Kitamoto Т., Tateishi J., Giese A., Kretzschmar H. (with replyby:Collinge J., Hill A. F., Sidle K. C. L., Ironside J.). Typing prionISO — forms//Nature. 1997. V. 386. P. 233 — 234.

18.Prusiner S. B., Scott M. R. Genetics of prions//Ann. Rev. Genet. 1997. V.31. P. 139 — 175.

VIVOSVOCO Май 2000

Самое интересное — прионы человекаи коровы очень похожи, поэтому мясо коров, зараженных губчатымэнцефалитом, смертельно опасно.

которыхамериканец Стэнли Прусинер получил в 1997 — м году Нобелевскую премию. Прионывызывают у животных иу человека неизлечимые нейродегенеративные заболевания мозга. Одно из них — губчатая энцефалопатия — сегодня буквально у всех на устах, поскольку животнаяформа этой болезни, именуемая в обиходе «коровьим бешенством», получаетв Европе всё более широкое распространение, а между тем она способнапередаваться и людям, вызывая у них так называемую болезнь Кройцфельдта — Якоба. Эта болезнь, впервые описанная в 1920 — м году, долгое время оставаласьявлением крайне редким, можно сказать, экзотическим. Теперь же эксперты неисключают возможности возникновения в Европе эпидемии не менее страшной, чемэпидемия СПИДА.

«Медленные вирусы» и ихособенности

— Были найденыструктуры, которые на сегодняшний день так до конца и не охарактеризованы, новпечатляющие настолько, что за их характеристику была получена Нобелевскаяпремия. Эти структуры называются прионами. Прионы — это не нуклеиновые кислоты, то есть не ДНК и не РНК, этоне то, что обычно переносится вирусами или бактериями и вызывает болезни, а прионы — это белки, как бызамороженные в определённом состоянии.

Ещё недавно многие учёные утверждали, что две трети человечествавообще резистентны к коровьим прионам ичто восприимчивость к ним свойственна лишь людям с вполне определёнными особенностямигенной структуры. Однако теперь, похоже, приходится признать, чтонаследственными факторами определяется, прежде всего, продолжительностьинкубационного периода болезни. Иными словами, многие исследователи сегодня ужесклонны полагать, что человек, отведавший заражённой прионами говядины, всё жеобречён заболеть — вопрос лишь в том, когда это произойдёт. Сенсацией сталоизвестие о том, что совсем недавно от болезни «куру» умер некийабориген Новой Гвинеи, который в последний раз ел человеческий мозг в 1956 — мгоду. Доказано, что позднее он заразиться не мог, а значит, инкубационныйпериод в данном случае составил 44 года! Владимир Фрадкин, журнал Наука итехника на «Немецкой волне». ОТКРЫТИЕ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ НОВОГО ТИПА — ПРИОНОВ. НАУЧНЫЙ БЭКГРАУНД.

Из всехэтих неизлечимых смертельных заболеваний человека и животных наиболее известнов последнее время так называемое коровье бешенство, оно же — губчатая болезньмозга коров, или BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy).

РгРC РгРSc

Аналогичныеболезни известны у целого ряда млекопитающих, прежде всего у овец и коз (атакже у мышей, хомяков, кошек и др.) под названием скрэпи, или почесуха.Возбудителем всех этих заболеваний является инфекционный белок — прион,обозначаемый как РгРSc (от Scrapi). Этот белок имеет нормальный клеточныйгомолог, то есть неболезнетворный и неинфекционный белок, обозначаемый как РгРC(от Cellular, то есть клеточный) [8]. Слово прионвозникло какмодифицированное сокращение английского: Protenacious Infection — белковаяинфекция. Характерным проявлением всех этих заболеваний на последних стадиях ихразвития служит образование в тканях головного и спинного мозга миелоидныхтяжей и бляшек, состоящих из упомянутого прионного белка РгРSc. При этом тканимозга на срезе приобретают вид губки. Отсюда и наименование «губчатаяболезнь мозга».

прионныйбелок до нормальных размеров. Другой путь — антигенная терапия. Уже Прионныйбелок отличается от нормального тем, что имеет 2 спиральных участка вместочетырех. Фармакологи сейчас пытаются создать препараты, которые смогут«закрутить» найден, выделен и изучен ген почесухи. На животныхразработаны методы, угнетающие этот ген, — болезнь излечивается, а другиефункции организма не страдают. Сбывается мечта ученых, пытающихся уже два столетияизобрести «волшебные пули», поражающие возбудителя и не затрагивающиеорганизм. Однако до создания эффективного лекарства пока далеко.