272
Virusologie generală 1 C U P R I N S 1. Obiectul și istoricul microbiologiei. caracterizarea principalelor grupe de microorganisme: 1.1. Definiția și obiectul microbiologiei………………………………………...11 1.2. Microorganisme, filogene și taxonomie…………………………………....11 1.3. Ramurile microbiologiei și contingențele ei cu alte ramuri ale biologiei. …………………………….…………….....13 1.4. Istoricul microbiologiei………………………………………………….…14 1.5. Etapa intuitivă, de admitere ipotetică a existenței microorganismelor…………………………………………...….14 1.6. Etapa descoperirii microorganismelor, a studiului lor morfologic și a primelor încercări de diferențiere și clasificare a acestora………………………………….….16 1.7. Etapa constituirii microbiologiei ca știință și a dezvoltării ei pe baze moderne……………………………………………..18 1.8. Etapa contemporană de dezvoltare a microbiologiei……………………….23 1.9. Dezvoltarea microbiologiei în Romania………………………………..…..26 2. Caracterizarea generală a principalelor grupe de microorganisme 2.1. Prioni……………………………………………………………………....29 2.2. Viroizi……………………………………………………………………..31 2.3. Virusuri……………………………………………………………………32 2.4. Bacterii…………………………………………………………………….33 3. Virusologie generală 3.1. Ipoteze privind originea virusurilor…………………………………...…..36 3.2. Teorii privind natura virusurilor……………………………………..……37 3.3. Formele de existență a virusurilor în natură………………………………40 3.4. Constantele virionului……………………………………………………..41 3.4.1. Forma……………………………………………………….41 3.4.2. Dimensiunile………………………………………………..42 3.5. Structura virionului………………………………………………………..43 3.5.1. Capsida virală……………………………………………....43 3.5.2. Pericapsida ……………………………………………...….49 3.5.3. Genomul viral………………………………...……………..51 3.6. Particularitățile structurale ale unor virusuri zoopatogene complexe……..54 3.7. Particularitățile structurale ale bacteriofagilor…………………………….56 4. Tropismul virusurilor ……………………………………………………………….59 5. Multiplicarea virusurilor…………………………………………………………….60 5.1. Multiplicarea virusurilor zoopatogene……………………………………..61 5.1.1. Adsorbția sau fixarea virionilor pe celulă…………………..61 5.1.2. Pătrunderea virionilor în celulă………………………...…..61 5.1.3. Decapsidarea………………………………………………..62 5.1.4. Multiplicarea propriu-zisă……………………………….....63 5.1.5. Eliberarea virionilor din celulă…………………………..…71 6. Dinamica ciclului de multiplicare……………………………………………..……72 7. Aspecte particulare ale multiplicării virusurilor zoopatogene…………………..74 7.1. Infecția endosimbiotică……………………………………………………74

Carte Virusologie

Embed Size (px)

DESCRIPTION

x

Citation preview

  • Virusologie general

    1

    C U P R I N S

    1. Obiectul i istoricul microbiologiei. caracterizarea principalelor grupe de

    microorganisme: 1.1. Definiia i obiectul microbiologiei...11 1.2. Microorganisme, filogene i taxonomie....11 1.3. Ramurile microbiologiei i contingenele

    ei cu alte ramuri ale biologiei. ......13 1.4. Istoricul microbiologiei.14 1.5. Etapa intuitiv, de admitere ipotetic a

    existenei microorganismelor....14 1.6. Etapa descoperirii microorganismelor, a

    studiului lor morfologic i a primelor ncercri de difereniere i clasificare a acestora..16

    1.7. Etapa constituirii microbiologiei ca tiin i a dezvoltrii ei pe baze moderne..18

    1.8. Etapa contemporan de dezvoltare a microbiologiei.23 1.9. Dezvoltarea microbiologiei n Romania....26

    2. Caracterizarea general a principalelor grupe de microorganisme 2.1. Prioni....29 2.2. Viroizi..31 2.3. Virusuri32 2.4. Bacterii.33

    3. Virusologie general 3.1. Ipoteze privind originea virusurilor.....36 3.2. Teorii privind natura virusurilor..37 3.3. Formele de existen a virusurilor n natur40 3.4. Constantele virionului..41

    3.4.1. Forma.41 3.4.2. Dimensiunile..42

    3.5. Structura virionului..43 3.5.1. Capsida viral....43 3.5.2. Pericapsida ....49 3.5.3. Genomul viral.....51

    3.6. Particularitile structurale ale unor virusuri zoopatogene complexe..54

    3.7. Particularitile structurale ale bacteriofagilor.56 4. Tropismul virusurilor .59 5. Multiplicarea virusurilor.60

    5.1. Multiplicarea virusurilor zoopatogene..61 5.1.1. Adsorbia sau fixarea virionilor pe celul..61 5.1.2. Ptrunderea virionilor n celul.....61 5.1.3. Decapsidarea..62 5.1.4. Multiplicarea propriu-zis.....63 5.1.5. Eliberarea virionilor din celul..71

    6. Dinamica ciclului de multiplicare..72 7. Aspecte particulare ale multiplicrii virusurilor zoopatogene..74

    7.1. Infecia endosimbiotic74

  • Virusologie general

    2

    7.2. Infecia abortiv...75 7.3. Infecia simultan cu asociaii virale de tip cooperant....75 7.4. Infecia cu virusuri, interferente......77 7.5. Infecia cu acizi nucleici purificai (transfecia)..77

    8. Multiplicarea bacteriofagilor..79 9. Integrarea virusurilor..83

    9.1. Integrarea bacteriofagilor (lizogenia)...84 9.2. Integrarea virusurilor zoopatogene...87

    10. Caracterizarea tipurilor de complex virus-celul..89 10.1. Modificri morfologice ale celulelor infectate cu virusuri...90

    10.1.1. Efectul citopatic..90 10.1.2. Fuziunea celular....91 10.1.3. Hemaglutinarea i hemadsorbia91 10.1.4. Efectul incluziogen.92 10.1.5. Producerea de aberaii cromozomiale94 10.1.6. Efectul transformant (oncogen)......94 10.1.7. Mecanismele oncogenezei virale....94 10.1.8. Efectul oncolitic..98 10.1.9. Interferena viral...98

    11.Comportarea virusurilor fa de factorii de mediu...103 11.1. Comportarea virusurilor fa de factorii fizici.....103 11.2. Comportarea virusurilor fa de factorii chimici.....105 11.3. Substanele chimioterapice i antibiotice.....105 11.4. Inhibitori ai ptrunderii virusului n celul......106 11.5. Inhibitori ai replicrii sau biosintezei..106 11.6. Inductori de interferoni....108

    VIRUSOLOGIE SPECIAL

    12. Clasificarea virusurilor..110

    12.1. Principii de clasificare.110 12.2. Criteriile taxonomice aplicate la virusuri....111

    .

    CLASA DEZOXIVIRA

    Familia POXVIRIDAE..131 Subfamilia CHORDOPOXVIRINAE.....132 Genul Orthopoxvirus (subgrupa Vaccinia)..132 Virusul variolei umane (Smallpox).......132 Virusul variolei bovine (Cowpox)133 Virusul vaccinal (Poxvirus officinale)..133 Virusul ectromeliei (Mousepox)...134 Genul Avipoxvirus (subgr. Virusurilor variolei aviare)...134 Genul Capripoxvirus (subgr.virusurilor variolei ovine)...135 Virusul variolei ovine...135 Virusul variolei caprine....136 Virusul exantemului nodular....136 Genul Leporipoxvirus (subgr.mixomatozei)....136 Virusul Mixomatozei...136

  • Virusologie general

    3

    Genul Parapoxvirus......137 Virusul Orf.......137 Genul Suipoxvirus137

    Familia HERPESVIRIDAE......137 Genul Herpesvirus...138 Herpesvirusuri patogene pentru mamifere: Virusul Herpes simplex varicella-zoster....138 Virusul bolii lui Aujeszky.139 Virusul rinotraheitei infecioase bovine- vulvo-vaginitei

    pustuloase infecioase (IBR-IPV)....141 Virusul febrei catarale maligne142 Virusul rinotraheitei equine avortul viral al iepelor...143 Virusul mamitei ulcerative a bovinelor

    (Herpesvirus mammilitis).144 Virusul Allerton (Herpesvirus bovin 2)...144

    Herpesvirus canin 1..144 Virusul rinotraheitei feline (Herpesvirus felin 1).....144 Citomegalovirusurile145 Virusul rinitei cu incluzii..145

    Virusul adenomatozei pulmonare a ovinelor146 Herpesvirusuri patogene pentru psri

    Virusul bolii lui Marek.147 Virusul laringotraheitei infecioase a ginilor..148 Herpesvirus columbar 1148 Virusul pestei raelor....149

    Familia HEPADNAVIRIDAE. Genul Avihepadnavirus...149

    Familia ADENOVIRIDAE Genul Mastadenovirus.151 Adenovirusuri bovine...151 Adenovirusuri suine.151 Adenovirusuri canine...151 Virusul hepatitei infecioase a cinilor i

    encefalitei vulpilor (Rubarth)...152 Virusul laringotraheitei infecioase..152 Familia IRIDOVIRIDAE..153

    Familia ASFARVIRIDAE.153 Genul Asfivirus....153

    Familia PAPOVAVIRIDAE..154

    Familia PAPILLOMAVIRIDAE .154 Genul Papillomavirus (Papovavirus A)...154 Virusul papilomului lui Shope.154 Virusul papilomatozei bucale a iepurelui156 Virusul papilomatozei bovine..156 Virusul papilomatozei eqvine..156 Virusul papilomatozei canine..157

    Familia POLYOMAVIRIDAE.157 Genul POLYOMAVIRUS..157 Virusul polyomei.157 Virusul SV40157

  • Virusologie general

    4

    Familia PARVOVIRIDAE...158 Subfamilia PARVOVIRINAE ..158 Genul Parvovirus.159 Virusul panleucopeniei pisicilor..159 Virusul parvovirozei canine.159 Parvovirusurile porcine....160 Genul Dependovirus....160 CLASA RIBOVIRA

    Familia CORONAVIRIDAE160 Genul Coronavirus...161 Virusul bronitei infecioase a puilor de gin.161 Virusul gastroenteritei infecioase virotice a porcului.....162 Virusul encefalomielitei de Ontario.163 Genul Torovirus...163

    Familia PARAMYXOVIRIDAE...164 Genul Rubulavirus165 Virusul pseudopestei aviare (Newcastle).....165 Genul Paramyxovirus...169 Virusul parainfluenelor 1, 2,3,4......169 Genul Respirovirus......171 Virusul Sendai......171 Genul Morbilivirus......171 Virusul pojarului......171 Virusul pestei bovine...172 Virusul jigodiei (bolii lui Carr)......173 Subfamilia PNEUMOVIRINAE.....174 Genul Pneumovirus..174 Virusul sinciial respirator...174

    Subfamilia RHABDOVIRINAE..175 Genul Veziculovirus....176 Virusul stomatitei veziculoase.....176 Genul Lyssavirus.....176 Virusul turbrii....177 Genul Ephemerovirus..181 Virusul febrei efemere bovine.181 Rhabdovirusuri patogene pentru peti Genul Novirhabdovirus..182 Agentul septicemiei hemoragice virotice Agentul viremiei de primvar a crapului Virusul necrozei infecioase a sistemului hematopoetic

    Familia BUNYAVIRIDAE....182 Genul Noirovirus.183 Virusul bolii de Nairobi Genul Phlebovirus....183 Virusul febrei vii Rift Genul Bunyavirus183 Virusul Akabane

    Familia ORTHOMYXOVIRIDAE...184 Genul Influenzavirus A186 Virusul influenei suinelor187 Virusul influenei ecvine..187

  • Virusologie general

    5

    Virusul influenei umane..188 Orthomyxovirusuri aviare....189 Virusul pestei aviare Virusul influenei raelor Genul Influenzavirus B....190 Genul Influenzavirus C....190

    Familia ARENAVIRIDAE....190 Virusul coriomeningitei limfocitare.191

    Virusul febrei Lassa..191 Genul Arterivirus.191 Virusul arterei ecvine...192 Virusul sindromului respirator i

    de reproducie la porcine (virusul Lelystad)..192 Familia TOGAVIRIDAE..192

    Genul Alphavirus193 Genul Rubivirus...194

    Familia FLAVIVIRIDAE.194 Genul Flavivirus..194 Virusul febrei galbene.195

    Complexul virusurilor encefalitelor de cpue Virusul Louyping-ill...195 Genul Pestivirus..196 Virusul bolii mucoaselor diareei virotice a bovinelor 196 Virusul pestei porcine.....197 Virusul bolii de grani (Border disease)a mieilor..200

    Virusul bolii de Wasselsbron..201 Virusul dehidrogenazei lactice (LDH-V; virusul Riley).201

    Familia RETROVIRIDAE201 Subfamilia ONCOVIRINAE..202 Grupa Oncovirus tip C patogene pentru mamifere Genul Deltaretrovirus.....204 Virusul leucozei bovine...205 Virusul leucozei porcine..205 Virusul leucozei feline.205 Sarcomul venerian al cinelui..205 Genul Alpharetrovirus.206 Virusurile leucozelor aviare.206 Virusul sarcomului lui Rous208 Grupa Oncovirusurilor de tip B Genul Betaretrovirus208 Virusul tumorii mamare a oarecelui (Bittner)208 Subfamilia SPUMAVIRENAE...209 Genul Spumavirus...209 Subfamilia LENTIVIRINAE.....209 Genul Lentivirus..209 Virusul Visna Maedi209 Virusul anemiei infecioase a calului...209 Familia REOVIRIDAE...212 Genul Orthoreovirus....212 Genul Orbivirus...213 Virusul limbii albastre (Blue-tongue)..213 Virusul pestei ecvine214

  • Virusologie general

    6

    Virusul bolii crestei albastre (Blue-comb)...214 Genul Rotavirus...214 Virusul diareei neonatale a vieilor, purceilor, mnjilor,

    iepurilor, cinilor..214 Familia BIRNAVIRIDAE..215

    Genul Avibirnavirus215

    Virusul bursitei infecioase (Gumbaro)....215 Genul Aquabirnavirus...215 Virusul pancreatitei infecioase necrotice a pstrvilor...215

    Familia PICORNAVIRIDAE215 Genul Enterovirus.216 Enterovirusuri umane:- virusul poliomelitei.216 - virusul coxsackie Enterovirusuri porcine:- virusul bolii de Teschen217 - virusul bolii veziculoase a

    porcului Enterovirusuri aviare: - virusul encefalomielitei

    infecioase a psrilor218 Enterovirusuri orfane: - virusurile ECHA...219 - virusurile ECBO - virusurile ECSO (ECPO) Genul Aphtovirus....219 Virusul febrei aftoase...220 Genul Rhinovirus.223 Rinovirusuri equine..223

    Familia CALICIVIRIDAE223 Genul Calicivirus..223 Calicivirusuri feline..223 Genul Vesivirus....224 Virusul exantemului veziculos al porcului...224

    Ageni subvirali Viroizii.224 Prionii...226 Bibliografie general.243 Bibliografie prioni.....249

  • Virusologie general

    7

    Prefa Am rspuns cu plcere invitaiei autorului, de a prefaa fructul unei munci asidue, concretizat ntr-o valoroas i util lucrare de Microbiologie veterinar. Datorit progresului tehnic, o carte de specialitate este mereu ateptat, att datorit necesitii n procesul instructiv, ct i n activitatea zilnic, practic a medicului de laborator. De la primele rnduri, lucrarea atrage atenia prin noutatea modului de abordare i de sistematizare a tematicii, respectiv a problematicii tratate, bacteriologice i virusologice, a formei de prezentare, care te mbie s o consuli, renunndu-se la forma clasic cu care eram obinuii. Dup modul cum este alctuit, ca form i coninut, lucrarea se ncadreaz n normele pentru un tratat de specialitate, deoarece dezbate exhaustiv i actual toate problemele eseniale privitoare la bacteriile i virusurile implicate n patologia animal. Pe toat ntinderea ei, tratarea problemelor este extrem de constant, aa nct raportul dintre coninut i dimensiunea lucrrii nu e nici prolix, nici concentrat, ci mai degrab moderat. Totui, problemele de virusologie sunt tratate ntr-o viziune modern i personal, limitndu-se numai la cadrul necesar nelegerii aspectelor practice, aplicative n diagnostic. Prin sinteza i sistematizarea materialului, autorul reuete s pun n valoare experiena acumulat n peste 30 ani, n munca de laborator i n activitatea diagnostico-podagogic. Stilul clar, iconografia n bun parte original, mresc din plin accesibilitatea unei lucrri care, cu tot aspectul tehnic, te atrage i i d o satisfacie real de mplinire a unei misiuni de adnc utilitate. Sunt convins c acestea vor fi i sentimentele cititorilor, ceea ce m determin s o recomand cu ncredere. Felicitri sincere autorului, editurii VENUS Iai i tuturor

    celor care ntr-un fel sau altul au contribuit ca aceast valoroas i util lucrare de Microbiologie veterinar s vad lumina

    tiparului. 6 iulie 2001 Prof.dr. unv. Tudor PERIANU

  • Virusologie general

    8

    1. OBIECTUL I ISTORICUL MICROBIOLOGIEI. CARACTERIZAREA

    PRINCIPALELOR GRUPE DE MICROORGANISME

    1.1. DEFINIIA I OBIECTUL MICROBIOLOGIEI

    Microbiologia (gr. micros = mic + bios = via + logos = tiin, doctrin) este tiina care se ocup cu studiul vieuitoarelor invizibile cu ochiul liber, denumite n sens larg microbi.

    Termenul de microb a fost creat de SDILLOT n 1878 i se nelege toate microorganismele cu structur celular sau subcelular care, dei morfologic pot fi diferite, au un caracter comun de ncadrare, dimensiunea microscopic. n conformitate cu acest criteriu unic, microbiologia se ocup cu studiul virusurilor (Virusologia), bacteriilor (Bacteriologia), ciupercilor microscopice (Micologia) i protozoarelor (Protozoologia).

    Termenul de microb sau microorganism va fi folosit n sens generic pentru denumirea bacteriilor, virusurilor, viroizilor, prionilor i a ciupercilor microscopice, iar protozoarele, ncadrabile fr echivoc n microorganisme au rmas prin convenie i tradiie n sfera de preocupri a parazitologiei.

    Ca urmare a dezvoltrii cunotinelor despre microorganisme n cadrul microbiologiei au aprut o serie de discipline noi (umbrela microbiologiei devenind nencptoare) (fig. 1).

    1.2. MICROORGANISME, FILOGENIE I TAXONOMIE Microorganismele au poziii diferite n arborele filogenetic i n sistematica biologic.

  • Virusologie general

    9

    Astfel virusurile se gsesc la limita dintre materia organic i sistemele vii iar poziia bacteriilor i ciupercilor (micetelor) depinde de mprirea lumii vii n dou, trei, patru sau chiar cinci regnuri.

    Astfel, dac se admite mprirea lumii vii numai n dou regnuri vegetal i animal- mprire care nu mai satisface exigenele biologiei moderne, bacteriile ar trebui admise n lumea plantelor dei aa cum va rezulta din capitolul urmtor, celula bacterian prezint caractere care le deosebete de celula eucariot vegetal.

    Fig. 1 Umbrela microbiologiei n care sunt incluse disciplinele constituente

    Admind existena mai multor regnuri bacteriile alturi, de algele albastre-verzi pot fi considerate ca regn aparte desemnat de-a lungul timpului sub diferite denumiri: PRIMIGENUM (HOG 1860) PROTISTA (HAECKEL 1866) PROCARYOTA (MURAY 1968). Determinatorul lui Bergey (1974) adopt punctul de vedere nsuit de MURAY i ncadreaz bacteriile n regnul PROCARYOTA.

    Ciupercile (micetele) constituie un regn de sine stttor regnul FUNGI (WHITTAKER 1969). Referitor la perioada

  • Virusologie general

    10

    aproximativ n care microorganismele au aprut pe pmnt dup COPELAND (1956) bacteriile ar fi aprut cu 3.000-1.000 de milioane de ani anterior, n precambrianul timpuriu i mijlociu iar micetele cu 1.500500 milioane de ani anterior, n precambrianul trziu i paleozaicul timpuriu, iar cu privire la virusuri sunt mai multe ipoteze care vor fi tratate la capitolul de virusologie.

    1.3. RAMURILE MICROBIOLOGIEI I CONTINGENELE EI CU ALTE RAMURI ALE BIOLOGIEI

    Pe baza grupului de microorganisme care formeaz obiectul de studiu al unei ramuri, microbiologia se subdivide n: bacteriologie, virusologie i micologie (studiul micetelor). n funcie de caracterul fundamental sau aplicativ al studiului microorganismelor se pot deosebi:

    - microbiologia general ramur fundamental care studiaz caracterele generale, structurale i fiziologice ale microorganismelor, indiferent de nia lor ecologic sau domeniul pentru care prezint interes i

    - ramurile aplicative ale microbiologiei medical, medical-veterinar, industrial, marin, a alimentelor, a solului, a petrolului, a cosmosului, etc. al cror obiect l constituie studiul unui numr mai restrns sau mai larg de specii microbiene, care prin activitatea lor biosintetic sau prin relaiile lor ecologice cu alte organisme exercit un efect util sau nociv n raport cu una sau alta din diferitele sfere ale activitii umane.

    Cunoaterea nsuirilor biologice ale acestor microorganisme este menit s duc fie la elaborarea unor metode de combatere a germenilor respectivi n vederea evitrii sau ndeprtrii efectului lor duntor (n medicin, medicin veterinar, fitopatologie etc.), fie la folosirea lor pentru mrirea randamentului n diferite domenii productive (industria medicamentelor, industria alimentar, fertilizarea solului, producerea de petrol etc.).

  • Virusologie general

    11

    Microbiologia are numeroase contingene cu alte ramuri ale tiinelor biologice. Astfel, Imunologia, nainte de a deveni o tiin de sine stttoare, a luat natere i s-a dezvoltat n cadrul Microbiologiei. Genetica molecular modern este n mare msur tributar cercetrilor de microbiologie. n cadrul medicinei sau medicinei veterinare majoritatea patologiilor studiaz un numr mai restrns sau mai larg de mbolnviri, n care factorul etiologic primar, secundar sau asociat este de multe ori de natur microbian. Toate domeniile patologiei, ct i controlul alimentelor sunt n acest fel ntr-o msur mai mare sau mai mic beneficiare att cunotinelor de microbiologie general, ct i microbiologiei medicale sau medical-veterinare, ca ramuri aplicative.

    Microbiologia medical-veterinar, care studiaz speciile microbiene ce prezint un pericol pentru starea de sntate a animalelor, are o serie de interferene cu microbiologia medical-uman. Ele se datoresc n primul rnd existenei unor microorganisme care n spectrul lor de patogenitate cuprind att omul ct i una sau mai multe specii animale. Unele microorganisme se pot transmite de la animale la om; mbolnvirile produse de acestea se numesc zoonoze sau antropozoonoze. Igiena alimentelor de origine animal este un alt domeniu n care din punct de vedere microbiologic cele dou domenii ale medicinei sunt cointeresate datorit implicaiilor pentru sntatea omului, ale aspectelor cantitative i calitative ale microbismului acestora.

    1.4. ISTORICUL MICROBIOLOGIEI

    Evoluia cunotinelor despre microorganisme poate fi mprit n patru etape mai importante:

    etapa intuitiv, de admitere ipotetic a existenei microorganismelor;

    etapa descoperirii microorganismelor, a studiului lor morfologic i a primelor ncercri de difereniere i clasificare a acestora;

    etapa constituirii microbiologiei ca tiin i a dezvoltrii ei pe baze moderne;

  • Virusologie general

    12

    etapa contemporan de dezvoltare a microbiologiei.

    1.5. ETAPA INTUITIV, DE ADMITERE IPOTETIC A EXISTENEI MICROORGANISMELOR

    Aceast etap se ntinde din antichitate i pn n a 2-a jumtate a secolului XIX. Ea este caracterizat prin elaborarea de ctre diferii nvai a unor ipoteze sau teorii care ncearc s explice contagiozitatea unor mbolnviri, dintre care merit a fi reinute urmtoarele:

    a)Teoria miasmatic a celebrului medic grec HIPPOCRAT din COS (460-380 .e.n.) reprezint prima teorie medical de profunzime. Conform acestei teorii, bolile molipsitoare sunt produse de miasme vehiculate prin aer. Este ns admis i posibilitatea transmiterii bolilor prin ape alterate aduse de la distan. Astfel de consideraiuni teoretice sunt urmate i de recomandri practice, cum ar fi executarea de fumigaii cu sulf sau esene aromate i fierberea apei, n cazul apariiei bolilor molipsitoare. HIPPOCRAT este primul care face observaii privind existena unor cauze comune la bolnavii care prezint aceleai manifestri de boal.

    Tot n antichitate au mai fost admise puncte de vedere privind cauza transmiterii unor boli, de ctre unii istorici i scriitori:

    - THUKIDIDE (465-388 .e.n.) atribuie apariia epidemiilor unor factori de contagiune contagium animatum. Renumitul istoric grec a fcut n acelai timp observaii privind imunitatea, menionnd n scrierile sale c dup trecerea prin boal nu se produc mbolnviri a doua oar.

    - MARCUS TERENTIUS VARO (116-27 .e.n.) coreleaz apariia unor mbolnviri cu particulariti zonale ale locului respectiv, ca de exemplu existena mlatinilor. Filozoful roman admite ca probabil prezena n regiunile palustre a unor animale minuscule aniamlia minuta- ce plutesc n aer i crora le revine responsabilitatea etiologic a mbolnvirilor.

  • Virusologie general

    13

    Teoria miasmatic a fost ns cea mai bine consolidat, avnd valoarea unei teorii medicale. De aceea ea a persistat i n evul mediu, dup ce a fost emis teoria contagiunii, cu care a continuat s coexiste pn n timpurile moderne.

    b)Teoria contagiunii a medicului italian GIOROLAMO FRACASTORO (1478-1553), cunoscut i sub numele latinizat HYERONIMUS FRACASTORIUS, valorific n bun msur observaiile i experiena dobndite n decursul timpului privind bolile molipsitoare. n lucrarea sa De contagionibus, de morbis contagios et eorum curatione, FRACASTORO numete particulele responsabile de boli seminaria i le consider entiti vii, capabile de multiplicare. Natura contagioas este deci vie, definit deseori pe parcursul lucrrii i cu termenul contagium vivum. Lucrarea cuprinde i precizri asupra modurilor posibile de contagiune direct, indirect, la distan. Una din importantele idei noi, care apar n teoria lui FRACASTORO,este aceea a afinitii elective a germenilor, care admite c acetia pot avea afinitate numai pentru anumite specii animale sau pentru unele organe.

    1.6. ETAPA DESCOPERIRII MICROORGANISMELOR, A STUDIULUI LOR MORFOLOGIC I A PRIMELOR NCERCRI DE DIFERENIERE I CLASIFICARE A ACESTORA

    Aceast perioad ncepe odat cu ultimile decenii ale secolului al XVII-lea i se ntinde pn n a doua jumtate a secolului al XIX-lea. Ea este caracterizat prin cunoaterea nemijlocit a obiectului microbiologiei i este tributar progresului tehnic n plin avnt. a) Inventarea microscopului. Descoperirea

    microorganismelor nu ar fi fost posibil fr apariia instrumentelor de amplificare optic. Prima ncercare de construcie a unui microscop se datorete lui ROGER BACON n secolul XIII urmat abia peste aproximativ dou secole de fraii ZACCHARIAS i HANS JENSEN (1590) i de GALILEO GALILEI (1610), ROBERT HOOKE (1665) aduce perfecionri microscopului i-l folosete pentru cercetarea

  • Virusologie general

    14

    structurii organismelor vegetale. n aceai perioad au aprut i ali constructori de microscoape, printre care se numr i LEUWENHOECK.

    b) Descoperirea microorganismelor ANTONY VAN LEUWENHOECK (1632-1723) construiete un microscop care se pare c mrea de 300 ori, cu care face cercetri n saliv i puroi, examineaz spermatoizii, solzi de fluturi etc. Fiind dotat cu un ptrunztor spirit de observaie i capacitatea de sesizare a noului, LEUWENHOECK observ, descrie i desemneaz (fig. 2) n lucrarea sa Arcana naturae ope microscopiorum detecta, microorganisme, astzi omologabile cu bacteriile i ciupercile inferioare, pentru care folosete denumirea animalcula. Lucrarea este prezentat la Societatea Regal de Biologie din Londra n 1675, este tiprit la DELFT n 1695 i reprezint certificatul de natere al microbiologiei.

    Secolul al XVIII-lea a marcat puine progrese n

    cunoaterea lumii microbiene descoperite de LEUWENHOECK. Cercetrile ntreprinse s-au concretizat n acumulri de date cu caracter predominant empiric privind morfologia microorganismelor. c) Primele ncercri de difereniere i clasificare a

    microorganismelor . LINNE (1707-1778) ine seama de

    Fig. 2 Desenul lui LEUWENHOECK n care sunt redate bacteriile observate n saliv.

  • Virusologie general

    15

    existena acestor vieuitoare i n lucrarea sa Systema natura aprut n 1735, le ncadreaz ntr-un singur gen, cruia i d numele de chaos, semnificativ pentru stadiul cunotinelor despre microbi din acel timp.

    FRIEDRICH MULLER ntre 1773-1786 este primul care subliniaz faptul c nu toate microorganismele sunt identice i propune mprirea lor n dou genuri; Vibrio i Monas. Ulterior se fac i alte propuneri de noi genuri i specii. Apar primele sisteme de clasificare ale microorganismelor.

    FERDINAND COHN n 1854 creaz termenul de bacterie i mpreun cu EHREHBERG desprind acest grup de microorganisme din regnul animal i argumenteaz ncadrarea lui n regnul vegetal, pe baza prezenei peretelui celular. Astfel, n cadrul vieuitoarelor microscopice, bacteriile devin un grup de sine stttor, difereniat, deocamdat pe baza criteriilor morfologice.

    1.7. ETAPA CONSTITUIRII MICROBIOLOGIEI CA TIIN I A DEZVOLTRII EI PE BAZE MODERNE

    Aceast etap cuprinde a doua jumtate a secolului al XIX-lea. Ea este strns legat de apariia a dou personaliti: -LOUIS PASTEUR i ROBERT KOCH, care prin contribuiile lor i a colilor pe care le-au creat, au fundamentat microbiologia ca tiin i au declanat dezvoltarea ei impetuas.

    Tot n aceast perioad se situeaz i nceputurile imunologiei, ramur a tiinelor biologice, astzi de sine stttoare, dar care i are originea i s-a dezvoltat pn nu demult n strns conexiune cu microbiologia. a) Rolul lui LOUIS PASTEUR i a colii sale n revoluionarea

    microbiologiei. LOUIS PASTEUR (1822-1895) a fost un savant de larg

    orizont i de o excepional fecunditate, profunzime i probitate tiinific. Cu toate c a fost chimist ca formaie i c n primii si ani de activitate a elaborat cteva valoroase lucrri de chimie, PASTEUR i-a dedicat ntreaga sa activitate studiului microorganismelor. Mobilul schimbrii domeniului su de cercetare l-a constituit studiul unor procese chimice pe care, n

  • Virusologie general

    16

    final, PASTEUR le-a dovedit ca fiind produse de microorganisme. Pornind de aici, el i-a lrgit treptat sfera de investigaii asupra microorganismelor. Astfel, s-a ajuns la depirea etapei morfologice de studiu a microorganismelor n care se acordase o atenie precumpnitoare formei acestora i inaugurarea etapei fiziologice, n care pe prim plan trece investigarea activitilor enzimatice microbiene, cu implicaiile acestora pentru diferite domenii ale activitii umane.

    Cele mai importante descoperiri ale lui PASTEUR n domeniul microbiologiei i a biologiei n general, au fost: Demonstrarea naturii microbiene a fermentaiilor.

    Solicitat fiind s lmureasc unele probleme ale procesului de vinificaie, PASTEUR dovedete c orice fermentaie este un act relativ unui fenomen vital. El infirm teoria lui LEIBIG, conform creia fermentaiile erau considerate rezultatul descompunerii microorganismelor. n 1865, PASTEUR descoper fermentaia butiric i bacteriile anaerobe.

    Fundamentarea naturii microbiene a infeciilor. PASTEUR stabilete relaia cauzal microb-infecie pe care o verific experimental. Pornind de la studiul unor boli ale larvelor fluturelui de mtase, PASTEUR i-a extins mai trziu studiile asupra unor infecii ale animalelor i omului. El demonstreaz c prezena germenilor n organele oilor moarte de antrax nu este consecina bolii, ci cauza acesteia. n concluziile sale, PASTEUR pornete de la analogia existent ntre fermenaie i infecie, ambele procese fiind efectul activitii biologice a bacteriilor.

    Infirmarea definitiv a teoriei generaiei spontane. Actualizat n secolul al XIX-lea de FELIX-ARCHIMEDE POUCHET, teoria generaiei spontane constituie n acea perioad o frn n dezvoltarea tiinelor biologice. Bazat pe descoperirile sale privind mecanismele fermentaiilor i a infeciei, PASTEUR demonstreaz fr echivoc c microorganismele nu apar spontan. Ele ajung n substraturile n care se multiplic din aer, de pe suprafaa obiectelor care vin n contact cu aerul etc. Un substrat nutritiv sterilizat ntr-un recipient nchis la flacr, rmne practic steril la infinit. Aceste experine au stat i la baza introducerii sterilizrii n practica medical.

  • Virusologie general

    17

    Prepararea unor vaccinuri. Vaccinul contra holerei aviare a fost primul vaccin antibacterian bazat pe atenuarera germenilor n condiii de laborator. Aceast descoperire a fost consecina unei ntmplri. PASTEUR a uitat o tulpin de germeni la termostat i a constatat apoi c ea nu mai reproduce infecia la gini, iar ginile inoculate au devenit rezistente la inocularea cu o tulpin virulent.

    Inspirat din aceast ntmplare, PASTEUR a atenuat i bacilul crbunelui. Pe baza unei experiene tiinifice organizate dup un protocol bine stabilit n 1881, n localitatea Pouilly le Fort, este spectaculos demonstrat eficacitatea vaccinului anticrbunos pasteurian pentru oaie.

    Geniul lui PASTEUR este mai pregnant ilustrat prin prepararea vaccinului antirabic. Fr a cunoate natura agentului etiologic al turbrii, PASTEUR reuete n 1885 s obin prin treceri succesive intracerebrale pe iepure, virus rabic fix, incapabil s reproduc turbarea pe cale subcutanat, dar cu proprieti imunizante. Practica imunizrii antirabice cu virusuri fixe s-a pstrat pn n zilele noastre. Izolarea i identificarea agenilor etiologici ai unor

    infecii ale omului i animalelor. Lui PASTEUR i revine meritul de a fi izolat i descris mai muli germeni printre care Clostridium septicum (vibrionul septic al lui PASTEUR), stafilococii i streptococii.

    PASTEUR a avut numeroi elevi, n jurul lui constituindu-se o coal la care s-au format o serie de emineni microbiologi, din rndul crora se cuvine a fi menionai:

    - EMILE ROUX (1853-1933), alturi de YERSIN, s-a distins, printre altele, n studiul toxinelor microbiene.

    - EDMOND ISIDORE ETIENNE NOCARD (1850-1903) mpreun cu ROUX izoleaz i identific mai muli germeni cunoscui astzi sub numele de micoplasme.

    - CHARLES EDUARD CHAMBERLAND este autorul unor inovaii tehnice deosebit de utile activitii curente de laborator, ca de exemplu primul filtru bacteriologic i autoclavul.

    Dintre discipolii lui PASTEUR se numr i VICTOR BABE, fondatorul colii romneti de microbiologie.

  • Virusologie general

    18

    Marile descoperiri ale lui PASTEUR n-au ntrziat s-i gseasc laturi aplicative i n alte domenii ale medicinei. Aa a fost cazul introducerii antisepsiei n chirurgie de ctre JOSEPH LISTER (1827-1917); primul antiseptic utilizat pentru pansamente i pulverizri n slile de operaii a fost fenolul. b) Rolul lui ROBERT KOCH i a colii sale n dezvoltarea

    microbiologiei. ROBERT KOCH (1843-1910), fr s fie dotat cu geniul lui PASTEUR dar animat de o neobosit sete de cunoatere i o enorm putere de munc, trebuie considerat al doilea fondator al microbiologiei tiinifice. Contribuiile sale cele mai importante n acest sens au fost urmtoarele:

    Stabilirea criteriilor la baza crora un microorganism poate fi considerat agentul cauzal al unei boli. Aceste criterii sunt exprimate sub forma a trei condiii cunoscute sub numele de postulatele sau triada lui ROBERT KOCH. n conceperea i formularea lor, KOCH s-a inspirat din lucrrile profesorului su JAKOB HENLE (1809-1885). Postulatele elaborate ntre anii 1878 i 1884 precizeaz c un microb poate fi considerat agentul cauzal al unei boli atunci cnd:

    - se gsete la toi indivizii care au prezentat aceleai semne de boal;

    - se izoleaz i se menine n culturi pure, care - inoculate, reproduc infecia experimental identic

    sau asemntoare cu infecia natural. Cu toate c nu oglindesc toate faetele procesului

    complex al infeciei microbiene, postulatele lui KOCH au contribuit substanial la fundamentarea tiinific a patologiei bolilor infecioase.

    Punerea la punct a tehnicii de izolare a bacteriilor n culturi pure. Obinerea culturilor pure a fost condiionat de introducerea n practica de laborator a mediilor de cultur solide pe care bacteriile se dezvolt sub form de colonii.

    Posibilitatea izolrii n culturi pure a marcat un important pas nainte n practica individualizrii germenilor din punct de vedere taxonomic.

    Semnalarea primului fenomen de alergie i prepararea primei substane revelatoare. KOCH observ o sensibilitate deosebit a cobailor inoculai cu bacilul tuberculozei, care n cazul unei reinoculri reacioneaz prin formarea unei inflamaii urmate de un ulcer la locul inocularii. Aceast

  • Virusologie general

    19

    reacie este cunoscut sub numele de fenomenul lui KOCH. Totodat, cu intenia iniial de a prepara un vaccin, ROBERT KOCH obine tuberculina care, cu unele perfecionri tehnice inerente procesului metodelor de extracie i purificare chimic, este folosit i astzi ca preparat revelator pentru diagnosticul alergic al tuberculozei.

    Izolarea i identificarea agenilor etiologici a unor grave infecii ale omului i animalelor. KOCH a stabilit etiologia tuberculozei, obinnd n culturi pure bacteria care produce aceast grav mbolnvire. i astzi este uzual apelativul Bacilul lui Koch ca nume comun pentru bacilul tuberculozei. O alt bacterie izolat i descris de KOCH este agentul holerei umane.

    coala fondat de ROBERT KOCH a fost i ea ilustrat prin renumii bacteriologi, printre care se impune a fi amintii:

    FRIEDRICH LOFFLER (1852-1915), izoleaz i descrie agenii etiologici ai morvei i rujetului, imagineaz reeta unor medii de cultur i a unor tehnici de colorare i mpreun cu PAUL FROSCH (1860-1928) descoper virusul febrei aftoase.

    HANS CHRISTIAN GRAM (1853-1938) introduce n anul 1884 metoda de colorare care-i poart numele, rmas pn astzi tehnica de baz pentru examenele bacteriologice curente.

    n perioada marilor descoperiri ale lui PASTEUR i KOCH este elucidat cauza a numeroase infecii, fiind identificai i descrii agenii etiologici ale acestora de ctre o serie de bacteriologi de renume: ESCHERICH, 1882 Escherichia coli-, NICOLAIER i KITASATO, 1884 Clostridium tetani-, BRUCE, 1887 Brucella melitensis-, NOCARD i ROOX 1898 Mycoplasma mycoides, etc. c) Descoperirea virusurilor. Cu toate c anterior descoperiri

    lor se preparaser vaccinuri contra unor boli virotice de ctre JENNER i PASTEUR, primul virus a fost pus n eviden abia n anul 1892.

    DIMITRI IOSIFOVICI IVANOVSKI (1864-1919), un botanist rus, descoper virusul mozaicului tutunului, preciznd c aceast boal este produs de un microb extrem de mic, invizibil la microscop, care traverseaz porii filtrelor bacteriologice. n anul 1898, LOFFLER i FROSCH descoper primul microb filtrabil patogen pentru animale- virusul febrei aftoase, menionat anterior.

  • Virusologie general

    20

    d) nceputurile imunologiei. Pe baza marilor descoperiri din domeniul microbiologiei i paralel cu aceast, ia natere i se dezvolt imunologia.

    EDWARD JENNER (1749-1823), un medic englez, preparase nc cu aproximativ un secol n urm (1798) vaccinul contra variolei umane din leziuni recoltate de pe ugerul vacilor; etimologic, cuvntul vaccin este corelat cu vac.

    Din lucrrile lui JENNER se inspir PASTEUR n prepararea vaccinurilor contra holerei aviare, a crbunelui i turbrii.

    Aceste importante descoperiri destinate rezolvrii unor probleme practice de mare stringen sunt urmate de cercetri privind mecanismele de aprare antimicrobian ale organismului animal.

    Cele mai importante probleme elucidate n ultimile decenii ale secolului al XIX-lea, care confer suportul teoretic metodelor imunologice deja intrate n practica prevenirii bolilor microbiene, sunt:

    - Stabilirea proprietilor antimicrobiene ale sngelui i tumorilor de ctre FODOR n 1887.

    - Descoperirea fenomenului de fagocitoz de ctre ILIA MECINIKOV (1845-1916). Pornind de la studiul fenomenelor de digestie la steaua de mare, MECINIKOV demonstreaz c n sngele omului unele globule albe sunt capabile s nglobeze particule strine, ntocmai ca celulele din cavitatea general a celenteratelor.

    - Prepararea primelor seruri imune de ctre BABE i LEPP n 1889 urmai de BEHRING i KITASATO n 1890.

    - Investigarea mecanismelor unor reacii antigen-anticorp; precipitare KRAUS, 1887; imunocitoliza PFEIFFER i ISAEFF, 1894; fixarea complementului BORDET, 1899.

    HANS BUCHNER (1850-1902) i PAUL EHRLICH (1854-1915) sunt autorii primelor teorii privind modul de formare al cuplului antigen-anticorp. Teoria catenelor laterale a lui EHRLICH subliniaz substratul chimic care st la baza constituirii cuplului.

  • Virusologie general

    21

    1.8. ETAPA CONTEMPORAN DE DEZVOLTARE A MICROBIOLOGIEI

    Etapa pe care microbiologia o parcurge la momentul de fa debuteaz cu nceputul secolului XX. Ea este dominat de o serie de importante descoperiri, dup cum i elaborarea i aprofundarea a numeroase probleme prin noi metode corespunztoare progresului tehnico-tiinific din chimie, optic, electronic, etc. care a lrgit mult limitele procesului cunoaterii n toate domeniile tiinelor biologice. Cele mai de seam cuceriri ale microbiologie contemporane pot fi considerate urmtoarele: introducerea substanelor chimioterapice i antibiotice n tratamentul bolilor microbiene, cunoaterea detaliilor structurale i a proceselor fiziologice de finee ale microorganismelor, nceputurile, urmate de progresul rapid al studiilor de genetic microbian, descoperirea ultrastructurii virusurilor i a mecanismelor infeciei virale, dezvoltarea imunologiei i afirmarea ei ca ramur independent a tiinelor biologice. a) mbogirea arsenalului terapeutic antimicrobian. Pn

    n primele decenii ale secolului XX numeroase boli microbiene erau practic incurabile fapt care a determinat meninerea unui procent ridicat de mortalitate n cazul unor epidemii ca antraxul, pesta, holera etc.

    Chimioterapeuticele au fost introduse n practica medical de ctre PAUL EHRLICH care sintetizeaz salvarsanul, folosit cu succes n tratamentul sifilisului n jurul anului 1910. Chimioterapia i-a lrgit considerabil sfera de aplicaii odat cu descoperirea sulfamidelor.Cu toate c ultima sulfamid a fost preparat de PAUL GELMO nc din 1908, folosirea lor pe scar larg n tratamentul infeciilor microbiene a nceput abia n anul 1932 cnd GERHARD DOMACK are iniiativa utilizrii ca substan chimioterapeutic a sulfamidei roii (prontozilul) preparat de MIETSCH i KLARER.

    Antibioticele au intrat n patrimoniul terapiei antimicrobiene n anul 1941 cnd ERNST CHAIN i HOWARD FLOREY trateaz primii pacieni cu penicilina obinut nc din 1929 de ctre ALEXANDER FLEMING din culturile ciupercilor

  • Virusologie general

    22

    genului Penicillium. Numrul antibioticelor sporete repede mai ales dup identificarea actinomicetelor ca microorganisme secretoare de astfel de substane. WAKSMAN obine n 1944 streptomicina din Streptomyces griseus BURKHOLDER n 1947 cloromicetina, din Streptomyces venezuelae etc. Astzi medicina dispune de foarte multe antibiotice de o mare varietate din punct de vedere al originii i al spectrului de activitate. b) Adncirea studiului morfologiei i fiziologiei microorganismelor. Cunoaterea detaliilor de structur i a mecanismelor fiziologice de finee au fost determinate de progresele din domeniul fizicii i chimiei contemporane.

    Vizualizarea virusurilor i cunoaterea ultrastructurii microorganismelor a fost posibil datorit inventrii microscopului electronic. Primele microscoape electronice au fost construite n perioada 1930-1940 de ctre firma Siemens i aproximativ din aceai perioad dateaz i primele cercetri electronooptice n domeniul microbiologiei.

    Aprofundarea cunoaterii mecanismelor fiziologice ale microorganismelor este tributar dezvoltrii biochimiei i introducerii n biologie a modului de lucru cu izotopi radioactivi. Devine astfel posibil cunoaterea structurii chimice a microorganismelor, studiul activitii lor enzimatice, stabilirea cu ajutorul atomilor marcai a soartei diferitelor substane din mediu n raport cu procesele vitale. c) Descoperirea determinanilor genetici ai

    microorganismelor i dezvoltarea geneticii microbiene. Primele observaii care mai trziu au dus la elucidarea sediului informaiei genetice la microorganisme i n ntreaga lume vie au fost fcute de GRIFFITH n 1928, care a constatat c pneumococii aviruleni aparinnd tipului serologic II, se pot transforma n pneumococi viruleni aparinnd tipului serologic III, dac sunt inoculai la animale n amestec cu o suspensie de pneumococi de tip III omori prin cldur. n 1944, OSWALD AVERY stabilete c responsabilitatea transformrii pneumococilor de tip II n pneumococi de tip III s-a datorat AND-ului eliberat de pneumococii de tip III omori prin cldur, care a ptruns n celulele pneumococilor de tip II aducnd cu sine mesajul genetic care codific nsuirile caracteristice tipului III. Descoperirea lui AVERY st la baza ntregii genetici

  • Virusologie general

    23

    moleculare moderne, ea dovedindu-i valabilitatea pentru toate vieuitoarele.

    d) Noi descoperiri n domeniul virusologiei. Sfritul secolului al XIX-lea a marcat demonstrarea existenei virusurilor ca entiti etiologice ale unor mbolnviri ale plantelor i animalelor, invizibile la microscopul fotonic i filtrabile. Acestor relativ sumare cunotine despre virusuri li se adaug nc din primele decenii ale secolului XX, date noi care vor aduce treptat virusologia n stadiul actual de dezvoltare.

    - Descoperirea bacteriofagilor, a virusurilor care paraziteaz bacteriile se datorete investigaiilor lui WILLIAM TWORT, care n 1915 izoleaz primul bacteriofag, activ fa de stafilococ. El intuiete ns numai vag natura principiului care lizeaz stafilococii, folosind pentru acesta termenul liz transmisibil. Este meritul lui FELIX dHERELLE de a fi stabilit natura viral a factorului litic i de a fi creat termenul bacteriofag (1917). Importana descoperirii bacteriofagilor i a fenomenului de bacteriofagie a constat mai ales n acea c a oferit un model i un instrument uor de mnuit pentru aprofundarea mecanismelor generale ale infeciei virale.

    - Cultivarea virusurilor i meninerea lor n condiii de laborator reprezint un alt pas nainte pentru studiul virusurilor. Marele virusolog romn, CONSTANTIN LEVADITI folosete primul, n 1910, culturile celulare pentru cultivarea virusurilor. WOODROUF i GOODPASTURE, n 1931 introduc n practica virusologic cultivarea pe ou embrionate, experimentat pentru prima oar n 1911 de MOURPHY.

    - Cunoaterea ultrastructurii virusurilor a fost posibil ntr-o prim etap datorit studiilor lui BERNAL i FANKUCHEN (1941), pe baza difraciei razelor X, iar mai trziu datorit extrem de numeroaselor cercetri de microscopie electronic deja menionate, care au dus la lmurirea celor mai fine detalii de structur ale particulei virale.

  • Virusologie general

    24

    - Elucidarea mecanismului infeciei virale reprezint cel mai de seam pas al evoluiei cunotinelor de virusologie, un adevrat salt calitativ marcat prin demonstrarea rolului esenial al acidului nucleic n infecia viral. HERSHEY i CHASE, n 1952 arat primii c la virusurile bacteriofagice numai acidul nucleic fagic ptrunde n celula bacterian, nu i capsida, iar GIERER i SCHRAMM, 1956, concomitent cu FRAENKEL CONRAT demonstreaz primii posibilitatea reproducerii experimentale a infeciei cu acidul nucleic viral purificat.

    e) Dezvoltarea imunologiei i afirmarea ei ca ramur independent a tiinelor biologice. Studiul reaciilor antigen-anticorp nceput la sfritul secolului trecut, capt o amploare deosebit ajungnd la cunoaterea intim a structurii anticorpilor i la investigarea procesului de anticorpogenez n esena lui. n paralel sunt lmurite aspecte noi ale imunologiei cum este cazul fenomenelor de alergie sau hipersensibilitate. n urma unor studii de profunzime sunt elucidate bazele celulare ale imunitii. Se descoper c numeroase stri normale i patologice nc neclarificate din punct de vedere etiopatogenetic, se realizeaz prin mecanisme imunologice. Implicaiile imunologiei se contureaz pregnant i pentru alte domenii ale medicinei dect patologia infecioas, dup cum i pentru alte ramuri ale tiinelor. De aceea, ea a devenit cu timpul o disciplin de grani ntre microbiologie i alte discipline biologice i se poate aprecia c n momentul de fa i-a dobndit un statut de ramur de sine stttoare n vastul ansamblu al tiinelor biologice.

    Concomitent cu detaarea imunologiei din cadrul microbiologiei au nceput s se contureze noi discipline de grani ntre imunologie i alte ramuri de tiin: imunochimia, imunogenetica, imunopatologia.

    Pornind de la aceast atitudine fa de imunologie, ea urmeaz s formeze obiectul unui curs aparte.

  • Virusologie general

    25

    1.9. DEZVOLTAREA MICROBIOLOGIEI N ROMNIA

    nceputurile cercetrii i practicii microbiologice n Romnia se situeaz spre sfritul secolului al XIX-lea. a) coala de microbiologie medical VICROT BABE (1854-

    1925) a fost fondatorul colii romneti de microbiologie. Marele savant romn s-a format lucrnd n perioada 1881-1884 n laboratorul lui PASTEUR i n 1885 n laboratorul lui KOCH. BABE a desfurat o prodigioas activitate tiinific elabornd peste 1.000 lucrri, 25 monografii i primul tratat de bacteriologie n colaborare cu VICTOR CORNIL n 1883. Descoperirea n 1887 a incluziilor produse de virusul turbrii n celulele piramidale din cornul lui Ammon, cunoscute sub numele incluziile lui Babe-Negri, a serurilor imune (mpreun cu LEPP n 1889), a paraziilor din hematiile unor specii de animale, paternitatea acestei descoperiri fiind recunoscut prin crearea genului Babesia n care au fost ncadrate microorganismele respective, reprezint contribuiile cele mai importante cu care VICTOR BABE a mbogit tezaurul tiinei romneti i universale. Alturi de acestea trebuie menionate i numeroasele sale cercetri asupra antagonismului bacterian i descrierea granulelor metacromatice din citoplasma bacilului difteriei (corpusculii Babe-Ernst).

    Paralel cu activitatea tiinific, VICTOR BABE a dezvoltat i o bogat activitate didactic, organizatoric i obteasc, conturndu-se ca o figur luminoas de savant patriot.

    Savanii care ulterior au dezvoltat n mod strlucit coala de microbiologie medical romneasc au fost: IOAN CANTACUZINO (1863-1934), CONSTANTIN IONESCU-MIHESTI (1883-1962), MIHAI CIUCA (1883-1969), DUMITRU COMBIESCU (1887-1961), iar n domeniul virusologiei CONSTANTIN LEVADITI (1874-1953) i TEFAN S. NICOLAU (1896-1967). b) coala de microbiologie veterinar PAUL RIEGLER (1867-

    1938) a fost fondatorul colii romneti de microbiologie veterinar. Elev al lui VICTOR BABE, el a introdus la noi n ar practica diagnosticului bacteriologic n medicina veterinar. n 1911 a fondat institutul de seruri i vaccinuri de uz veterinar (n acea perioad, al treilea de acest fel n

  • Virusologie general

    26

    lume), care n 1922 primete numele lui PASTEUR. n cadrul institutului organizeaz producia preparatelor imunoprofilactice. A desfurat o susinut activitate tiinific, remarcndu-se prin lucrrile sale privind bacilul morvei.

    RIGLER a fost primul profesor de Microbiologie i Anatomie Patologic la coala de Medicin Veterinar din Bucureti. PAUL RIGLER a fost un savant erudit i a avut marele merit de a fi creat o coal n cadrul creia s-au format personaliti de seam, care s-au distins pe plan naional i internaional continundu-i opera.

    ALEXANDRU VECHIU (1890-1954) s-a remarcat printr-o activitate multilateral. El a condus, dup RIGLER, Institutul Pasteur i Catedra de Microbiologie. VECHIU a fost printre primii cercettori care au reuit adaptarea virusului pestei porcine pe iepure.

    ALEXANDRU CIUCA (1880-1972) a fost profesor de Boli Infecioase la Facultatea de Medicin Veterinar din Bucureti. Prin activitatea sa tiinific a adus contribuii importante n probleme ca : infecia experimental cu bacilul morvei la taurine, tipizarea virusului febrei aftoase prin RFC, tratamentul durinei cu neosalvarsan etc.

    CONSTANTIN CERNAT (1890-1972) s-a remarcat printr-un studiu asupra piroplasmelor i o ndelungat activitate ca director al Institutului Pasteur.

    ILIE POPOVICI (1902-1982), personalitate fecund i multilateral, a adus printre altele contribuii deosebite n problema preparrii de noi vaccinuri contra febrei aftoase, turbrii, agalaxiei contagioase a oilor i caprelor i holerei aviare.

    VLADIMIR WYNOHRADNIK (1902-1972) a adus o contribuie substanial la dezvoltarea cercetrii virusologice n medicina veterinar i a organizat producia biopreparatelor antipestoase porcine n cadrul Institutului Pasteur.

    NICOLAE MUNTIU (1909-1977), dup o serie de lucrri inedite privind bacilul morvei, a iniiat i organizat cercetarea i producia de biopreparate n domeniul febrei aftoase.

    Se cuvine a fi menionat i activitatea altor personaliti reprezentative, care au desfurat o rodnic activitate pe tarmul microbiologiei veterinare: - NICOLAE STAMATIN, profesor de Microbiologie la Facultatea de Medicin Veterinar din Bucureti,

  • Virusologie general

    27

    continund tradiia inaugurat de PAUL RIGLER contribuie la nflorirea colii romneti de Microbiologie Veterinar. Practica veterinar i datoreaz, printre altele, dou vaccinuri cu mare valoare profilactic: vaccinul anticrbunos preparat din tulpina acapsulogen 1190 R i vaccinul antirujetic preparat din tulpina VR2, vaccinuri adoptate astzi i n alte ri. Totodat, cercetrile fundamentale ntreprinse n domeniul biologiei sporogenezei, a antagonismului microbian, a bacteriofagilor speciilor din genul Bacillus, contribuiile aduse n domeniul clasificrii stafilococilor i pasteurelelor, completeaz palmaresul care l situeaz pe NICOLAE STAMATIN printre reprezentanii de frunte ai bacteriologiei veterinare romneti.

    - ALEXANDRU POP, microbiolog, erudit a adus contribuii originale n domeniul brucelozei i al unor probleme de imunologie teoretic.

    - CONSTANTIN SURDAN a elaborat numeroase lucrri privind pararickettsiile.

    - VALENTIN VOLINTIR, pionier al unor domenii de cercetare, a diagnosticat i izolat, primul n ara noastr, ageni etiologici ca Listeria monocytogenes, Moraxella bovis etc.

    - POPA OCTAVIAN, autor a unor lucrri privind salmonelozele animalelor i a unor cursuri de Microbiologie i Imunologie la F.M.V. Timioara.

    - ALEXANDRU GRECIANU, cercettor, microbiolog i cadru didactic de excelen la F.M.V. Iai, a adus contribuii originale la metodica identificrii grupului E. coli izolat de la gin.

    Institutul Pasteur, disciplinele de Microbiologie i Imunologie de la cele partu faculti de Medicin Veterinar, laboratoarele centrale, reeaua laboratoarelor judeene i a laboratoarelor din ntreprinderi de industrie alimentar, reprezint astzi cadrul care asigur dezvoltarea practicii i a cercetrii n demeniul microbiologiei veterinare la noi n ar.

  • Virusologie general

    28

    2. CARACTERIZAREA GENERAL A PRINCIPALELOR GRUPE DE MICROORGANISME

    Grupele de microorganisme incluse n lumea microbian (prioni, viroizi, virusuri, bacterii i micei) au urmtoarele caractere generale:

    2.1. PRIONII Proteinele prionice reprezint cele mai simple i mai inferioare forme de ageni patogeni infecioi neconvenionali, fiind lipsite n totalitate de o informaie genetic. Moleculele proteice din care sunt formate aceste particule se gsesc att n creierul normal ct i n cel bolnav al omului i animalelor i au fost semnalate pentru prima dat de americanul STANLEY B. PRUSINER care n 10 oct. 1997 primete premiul NOBEL. ntr-o perioad de 7-8 ani PRUSINER a efectuat studii n care a analizat proteinele din creierul normal de hamster i cele din creierul ovinelor bolnave de scrapie. Iniial a demonstrat c la ovinele infectate exist n creer o protein specific pe care a denumit-o protein prionic scrapie (P.P.S.) iar ulterior a gsit i n creierul hamsterilor normali o protein asemntoare dar puin diferit pe care a denumit-o proteina prionic celular (P.P.C.). Principalele caracteristici ale celor dou proteine sunt: P.P.C. - este o protein normal prezent n membrana pericarionilor mai concentrat la locul sinapselor;

    - este sensibil la aciunea enzimelor proteolitice; - este degradat n timpul metabolismului celular; - este nepatogen, neinfectant, netransmisibil; - are funcie neurotransmitoare; - structura secundar este helical;

    P.P.S.: - este prezent numai la animalele infectate; - este rezistent la proteaze; - este termostabil la 350OC;

  • Virusologie general

    29

    - nu este degradat n cursul metabolismului celular, putndu-se acumula n lizozomii din neuroni;

    - este infecioas i transmisibil; - structura secundar este lamelar; - secvena aminoacizilor este identic cu cea din

    P.P.C., cu o singur diferen c leucina este nlocuit cu prolina, modificare determinat de o mutaie punctiform;

    Investigaiile i cercetrile efectuate de PRUSINER sunt susinute i de o serie de argumente de ordin experimental cum ar fi:

    - ndeprtarea sau denaturarea acestei proteine P.P.S. determin suprimarea infeciozitii;

    - introducerea prionilor P.P.S. n culturi celulare neuronale determin apariia leziunilor caracteristice;

    - punerea n contact in vitro a proteinei normale P.P.C. cu cea patogen de tip P.P.S. duce la transformarea celei normale n cea patogen;

    - gena mutant care determin sinteza proteinei anormale implicat n apariia leziunilor de encefalopatie spongiform este localizat la om pe braul scurt al cromozomului 20.

    PRUSINER a elaborat 2 ipoteze privind originea prionilor: originea endogen i originea exogen. 1. Originea endogen arat c gena care codific proteina de

    tip P.P.C., gena care codific sinteza, sufer o mutaie punctiform care duce la apariia proteinei de tip P.P.S. Inseria greit a prolinei n locul leucinei duce la destabilizarea structurii helicale a acestei proteine i care capt nsuiri fizice, chimice i biologice deosebite.

    2. Originea exogen susine c prionii pot proveni i din exterior ca n sindromul CREUTZFELDT JOKOB de la om.

    n aceste cazuri proteina de tip P.P.S. acioneaz asupra proteinei normale de tip P.P.C. care sufer conversia de la helical la lamelar. Prin urmare nu are loc o sintez propriuzis a proteinelor dup mecanismele genetice cunoscute, ci o sintez amplificat prin conversie (celula sintetizeaz proteina normal care sub influena proteine prionice de tip P.P.S. i schimb structura de la normal la patologic, astfel nct fiecare molecul

  • Virusologie general

    30

    de protein normal PPC este convertit, dup modelul dominoului, ntr-o molecul PPS.

    Bolile de origine prionic cunoscute pn n prezent sunt: scrapia sau tramblanta ovinelor, sindromul de vac nebun (vache folle), sindromul CREUTZFELDT JAKOB, KURU i boala lui ALZHEIMER la om.

    2.2. VIROIZI

    Viroizii reprezint forme acelulare de via, mai simple dect virusurile i de dimensiuni incomparabil mai mici dect acestea.

    Primul viroid a fost descoperit de cercettorul american T. O. DIENNER la BELTSVILLE (S.U.A.) n urma unor cercetri efectuate n perioada 1967-1971 la cartof.

    Ei determin maladii la plante cum ar fi: boala stelrii (deformrii) tuberculilor de cartof, nanismul i ptarea clorotic a crizantemelor, cloroza castraveilor, boala cadang-cadang a palmierilor de cocos, etc.

    Caractere generale: 1. Sunt forme acelulare de via alctuite din

    molecule de ARN de talie mic neprotejate de alte nveliuri externe.

    2. Molecula de ARN are o structur circular cu regiuni mono sau dublu catenare.

    3. n general sunt localizai n nucleul celulelor unde se replic cu ajutorul unor enzime de tipul ARN replicazelor din celula gazd.

    4. Originea lor nu este prea bine cunoscut, dar se presupune c ar reprezenta introni nedegradai eliminai n procesul de activare al genelor.

    5. Capacitatea lor patogen se datoreaz interaciunii lor cu genomul celulei gazd i perturbrii mecanismelor de reglaj genetic al celulei gazd.

    6. Viroizii reprezint o nou clas de ageni patogeni subvirali care se afl la limita inferioar a materiei vii i care posed un program genetic redus la minim.

  • Virusologie general

    31

    2.3. VIRUSURILE

    1. Sunt considerate forme acelulare de via fiind n afara

    organismelor vii, lipsite de capacitatea de cretere i multiplicare. Ele sunt replicate (multiplicate) de celula gazd pe care o paraziteaz.

    2. Sunt lipsite de aparat enzimatic i metabolism propriu fiind obligator, parazite a celulelor animale, vegetale sau bacteriene.

    3. Au o structur simpl, formate din genomul viral i un nveli protector care se numete capsid.

    4. Genomul viral conine un singur acid nucleic ADN sau ARN i niciodat ambii acizi.

    5. Virusurile care conin ARN pot depozita i transmite informaia genetic, caz unic n biologie, rolul de purttor al informaiei genetice fiind ADN, pentru restul vieuitoarelor.

    6. n natur virusurile se gsesc sub trei forme biologice: - virus complet sau virion, dotat cu infeciozitate i

    capabil de a supravieui un timp limitat n afara celulei gazd;

    - virus vegetativ prezent numai n celula parazitat i neinfecios;

    - virus integrat (provirus) integrat n genomul celulei gazd unde rmne un timp nelimitat replicndu-se odat cu acesta. n esen virusurile sunt sisteme bioide care se comport ca fiine vii n interiorul celulei parazitate i ca o substan organic complex n afara acesteia.

    2.4. BACTERIILE

    1. Sunt microorganisme unicelulare de tip procariot caracterizate prin absena structurilor intracelulare delimitate prin membrane, spre deosebire de tipul

  • Virusologie general

    32

    eucariot la care nucleul i unele organite intracelulare, posed membrane proprii.

    2. Materialul genetic sau genomul bacterian este reprezentat de un cromozom, format dintr-o molecul mare de ADN i uniti ereditare extracromozomiale numite plasmide, constituite din molecule circulare de ADN mult mai mic (aproximativ 1%) din mrimea cromozomului. Bacteriile sunt lipsite de mitocondrii, aparat Golgi i reticul endoplasmatic.

    3. Bacteriile au un aparat enzimatic i o activitate metabolic proprie iar nutriia este de tip absorbtiv. Sub aspectul asigurrii energiei necesare proceselor nutritive, nutriia poate fi de tip chimiotrof, cnd energia rezult din reaciile chimice i de tip fototrof prin prezena unor pigmeni fotosintetizani care permit utilizarea energiei solare.

    4. Bacteriile se multiplic prin diviziune simpl binar (sciziparitate) i pot avea pe suprafaa celulei bacteriene cili sau flageli ca organite de micare i pili sau fimbrii pentru aderen.

    5. Unele specii bacteriene pot exista n natur sub dou forme biologice:

    - forma sporulat care este o form de rezisten i de conservare a speciei;

    - forma vegetativ care reprezint celula bacterian propriu-zis.

    2.5. MICEII (fungii, ciupercile)

    1. Sunt organisme eucariote situate la grania dintre bacterii i organismele vegetale.

    2. Ciupercile microscopice au aparat Golgi i reticul endoplasmatic.

    3. Au echipament enzimatic complex, iar nutriia este de tip absorbtiv, chimiotrof.

    4. Reproducerea la ciupercile microscopice este foarte difereniat, putndu-se realiza prin diviziune direct

  • Virusologie general

    33

    prin creterea n lungime a unor structuri plasmoidale i prin spor (sexuat sau asexuat).

    Principalele caractere comparative sau difereniale ntre cele cinci grupe de microorganisme care constituie obiectul de studiu al microbiologiei sunt redate n tabelul 1.

  • Virusologie general

    Tabelul 1

    Principalele caractere difereniale ntre micoroorganisme NR.

    CRT. CARACTERUL DIFERENIAL

    PRIONI VIROIZI VIRUSURI BACTERII CIUPERCI MICROSCOPICE

    1. Numrul tipurilor de acizi nucleici

    - 1 (ARN) 1 (ADN sau ARN) niciodat ambii

    2 (ADN + ARN) 2 (ADN + ARN)

    2. Tipul de organizare Acelular Acelular Acelular Celular procariot Celular eucariot 3. Organizarea

    materialului genetic -

    ARN de talie

    mic

    Genom viral

    Un singur cromozom i plasmide

    Mai muli cromozomi (2-4)

    4. Echipamentul enzimatic i activitatea metabolic

    proprie

    Absente

    Absente

    Absente

    Prezente

    Prezente

    5. Capacitatea de cretere Absent Absent Absent Prezent Prezent 6. Modul de reproducere Sintez amplificat

    prin conversie Sunt sintetizai de celula gazd

    Sunt sintetizate de celula gazd

    Independent, mai des prin sciziparitate

    Independent, prin forme variate asexuate sau sexuate

    7. Capacitate de difereniere Nu este cazul Nu este cazul Nu este cazul Absent Absent 8. Parazitism absolut Constant obligat Constant obligat Constant obligat Absent Absent 9. Forme biologice de

    existen n natur P.P.C.: protein

    prionic celular normal

    P.P.S.: protein prionic din

    scrapie patologic

    ARN mic

    intranuclear

    -virion infecios -virus vegetativ -virus integrat

    -Forma vegetativ -Forma sporulat

    Miceliu sau pseudomiceliu -spor (forma de reproducere)

    10. Poziia pe scara filogenetic

    La grania dintre viu i neviu

    Idem Idem Microorganisme vii cu organizare procariot

    Microorganisme vii cu organizare eucariot

  • Virusologie general

    35

    V I R U S O L O G I E G E N E R A L

    3.1. IPOTEZE PRIVIND ORIGINEA VIRUSURILOR

    Momentul apariiei i modul de formare al virusurilor pe pmnt nu poate fi stabilit, datorit lipsei dovezilor paleontologice. Ipotezele emise cu privire la aceast problem sunt urmtoarele:

    a) Ipoteza formrii virusurilor dintr-un protovirus preistoric, aprut ca prim manifestare de evoluie i organizare a materiei de la neviu ctre viu, susinut de biologii sovietici Oparin, Svet-Moldavski, Jdanov i alii; aceste forme primare precelulare de via nu s-au mai putut dezvolta i evolua, fapt care le-a obligat s se adapteze unui parazitism obligatoriu i absolut. Verosimilitatea acestei ipoteze este diminuat de faptul c protovirusul ancestral ar fi trebuit totui s se multiplice iniial pe seama substanelor organice din oceanul primitiv ntr-un timp lung, ceea ce pare prea departe i diferit de caracteristicile virusurilor actuale, care se multiplic exclusiv n celul i n timp scurt.

    b) Ipoteza provenienei virusurilor din microorganisme cu o organizare mai complex, capabile de o via independent, care au regresat i s-au simplificat n urma adaptrii lor la parazitism, susinut de Green, Laidlaw, Boivin i alii; ineria metabolic a virusurilor se datorete, conform acestei ipoteze, pierderii n filogenez a

  • Virusologie general

    36

    echipamentului enzimatic i a capacitii de biosintez. Aceast ipotez are un grad mai mare de veridicitate prin faptul c regresii de la saprofitism ctre un parazitism obligat intracelular, nsoite de simplificri structurale i biologice, au fost constatate i la unele bacterii actuale. Cu toate acestea, treptele intermediare ale involuiei de la structura celular ctre cea de particul viral sunt greu de imaginat.

    c) Ipoteza originii endogene a virusurilor, susinut de Bedson i Waterson, admite formarea virusurilor din fragmente de material genetic, desprinse din cromozomul celular, care au devenit cu timpul autonome, autoreplicndu-se independent i devenind capabile de a ptrunde n celule noi. Treptat, genomurile devenind autonome au dobndit i capacitatea de a codifica n celul sinteza unor nveliuri proteice, care s le protejeze, asigurndu-le astfel posibilitatea unei existene tranzitorii extracelulare. Argumentele favorabile acestei ipoteze constau n:

    - posibilitatea reproducerii infeciei cu acizi nucleici purificai;

    - caracteristicile virusurilor integrate; - existena n celula bacterian a plasmidelor,

    ca uniti genetice autoreplicante, independente de cromozom;

    - posibilitatea trecerii unora dintre plasmide n forme epizomale mult asemntoare cu genomurile virale integrate.

    Aceste ipoteze i menin o valabilitate teoretic fiindc chiar dac s-ar ajunge la confirmarea experimental a vreuneia din ele, acestea n-ar fi nc o dovad de netgduit c cu miliarde de ani n urm fenomenele s-ar fi petrecut la fel. Nu se poate exclude nici posibilitatea ca pentru diferite grupe de virusuri s fie valabile i ipoteze diferite. Astfel, n-ar fi exclus ca virusurile mari i complexe s provin din involuia unor bacterii, iar virusurile cele mai mici i mai simple s aibe o origine endogen.

  • Virusologie general

    37

    Nici una din ipotezele menionate nu ofer ns nici mcar o sumar ncercare de explicaie a originii virusurilor ARN. Proprietile i modul lor de dezvoltare nu au nici un corespondent n natur. De aceea, se impune admiterea unei origini aparte pentru aceste virusuri. Apariia lor a fost foarte probabil condiionat de o modalitate n care ARN (probabil ARNm) a putut deveni independent de ADN i autoreplicant, dobndind capacitatea de a codifica i chiar de a transcrie invers.

    3.2. TEORII PRIVIND NATURA VIRUSURILOR

    n ultimii ani, exist n literatur o controvers teoretic asupra poziiei virusurilor n raport cu conceptele de viu i neviu. Aceast disput este complicat de lipsa unei unanimiti asupra celor dou concepte.

    ncercri mai recente de stabilire a nsuirilor eseniale, caracteristice sistemelor vii, aparinnd unor biologi de mare renume, sunt:

    Luria consider ca indispensabile n definirea vieii urmtoarele proprieti: capacitatea de a produce un anumit tip de organizare, specific, independent, autoreplicant. Prin aceste nsuiri, structurile vii sunt caracterizate printr-o configuraie specific, care se pstreaz dup izolarea lor, capacitatea de reintegrare n circuitul lumii vii i proprietatea de a se transforma prin recombinri genetice.

    Lwoff acept urmtoarele nsuiri ca definitorii pentru organismele vii: structura celular ca unitate minim de integrare, cooperare i reproducere a unui asamblu de constituieni moleculari i continuitatea genetic.

    Jacob susine caracterul integrativ al sistemelor de organizare ca primordial pentru un sistem viu, iar celula bacterian un minimum vital sub al crui nivel de organizare nu poate fi vorba de via.

    Monod atribuie sistemelor vii patru proprieti eseniale:

    - morfogeneza autonom;

  • Virusologie general

    38

    - reproducerea invariant - capacitatea de a reproduce i transmite de la o generaie la alta informaia genetic corespunznd structurii proprii;

    - emergena capacitatea de a reproduce i multiplica structuri ordonate cu grad nalt de complexitate i de a creea evolutiv structuri de complexitate creascnd;

    - teleonomia proprietatea de a avea a structur i organizare definit capabil de a asigura supravieuirea individului i a speicei.

    Szent-Gyrgy recunoate ca nsuiri de baz ale sistemelor vii un grad nalt de organizare al moleculelor n sisteme ierarhizate la niveluri diferite, fiecare dintre ele fiind corelat i reacionnd cu toate celelalte i cu ansamblul lor, la rndul lor corelat i reacionnd cu fiecare dintre ele.

    Amplasarea virusurilor ntre sistemele vii sau n cadrul materiei organice vii, depinde de punctul de vedere acceptat pentru definiia viului.

    Admind prerea lui Luria, virusurile ntrunesc condiiile sistemelor vii; dac se iau n considerare celelalte teorii citate, care leag conceptul de viu de un numr mai mare de criterii, virusurile trebuie privite ca structuri organice complexe nevii.

    Iftimovici (1978) adaug criteriilor care pledeaz prntru includerea virusurilor n lumea vie, funcia lor antientropic (tendina de a se opune dezorganizrii diferitelor structuri din nautr i uniformizrii strilor energetice). Totodat, susine prerea c viaa ca fenomen a precedat apariia primului organism. Virusurile sunt privite ca biostructuri ancestrale, care realizeaz unitatea acizi nucleici-proteine ntr-o form precelular, reprezentnd un prim pas spre via.

    Discuia asupra naturii vii sau nevii a virusurilor are un caracter teoretic speculativ, care permite o polemic la infinit, fr a se putea statua care din cele dou puncte de vedere este mai valabil. Realitatea atest faptul c virusurile au att nsuiri caracteristice sistemelor vii continuitatea genetic, infeciozitatea, funcia antientropic- ct i a materiei nevii numrul fix de molecule, ineria metabolic, incapacitatea de reproducere prin mijloace proprii. De aceea, cea mai corect poziie n problema naturii virusurilor este acceptarea lor ca

  • Virusologie general

    39

    entiti cu totul originale, constituind un unicat n natur, situate la grania ntre sistemele nevii i cele vii, ntre forma chimic i cea biologic, de micare a materiei, indiferent dac apariia lor pe pmnt a precedat organismele indiscutabil vii, sau dac a fost mai trzie. ncercrile de a decreta definitiv virusurile ca vii sau nevii nu pot avea dect un caracter forat. Lwoff precizeaz cel mai bine acest punct de vedere: Categoria de virus este definit printr-un ansamblu de caractere originale. Aceste caractere permit distingerea virusurilor de nonvirusuri. Ele sunt acelea care confer lumii virusurilor personalitate i realitate, iar cu alt prilej, acelai eminent virusolog afirma, sub forma unei butade: virusurile trebuie considerate ca virusuri, fiindc virusurile sunt virusuri.

    3.3. FORMELE DE EXISTEN A VIRUSURILOR N NATUR

    Virusurile sunt entiti etiologice cu o structur acelular sau subcelular, constituite dintr-un numr fix de molecule, lipsite de capacitate de cretere, metabolic inerte, care pot exista n natur sub trei forme biologice, fiecare din ele reprezentnd n acelai timp cte o etap distinct din circuitul lor n natur. Aceste forme sunt:

    Virusul complet, numit i virusul matur sau particul viral, care posed toate componentele structurale caracteristice virusului respectiv. El este capabil de o existen pe timp limitat n afara celulei sensibile i are ca principal nsuire infeciozitatea posibilitatea de a ptrunde sau de a inocula acidul nucleic viral ntr-o celul gazd, receptiv, capabil de a-l sintetiza.

    Virusul vegetativ, care prezint forma de via intracelular a virusului. n aceast stare virusul este lipsit de o structur proprie, materialul viral fiind dispersat n celula gazd, inseparabil de coninutul celular. Conform informaiei genetice coninute n acidul nucleic viral, celula cu aparatul ei enzimatic sintetizeaz componentele virale. n interiorul

  • Virusologie general

    40

    celulei virusul vegetativ se transform, n final, din nou n virusul complet prin asamblarea componentelor virale. Virionii rezultai din procesele intracelulare de biosintez sunt eliberai din celul. Dup eliberarea lor, virionii, ptrunznd ntr-o nou celul gazd, reiau circuitul care asigur conservarea virusurilor n natur. n faza de virus vegetativ, dependena virusului de celul este total, el fiind incapabil de a supravieui n afara acesteia.

    Virusul integrat sau provirusul, care este tot o form intracelular total dependent de celula gazd, ca i virusul vegetativ, cu deosebirea c sub aceast form celula nu sintetizeaz material viral. Acidul nucleic viral se fixeaz n genomul celulei sensibile, unde se comport ca un fragment de material genetic, propriu celulei. Aceast form de existen este mai cunoscut la virusurile bacteriofagice i la virusurile tumorale. Genomul viral, ancorat n cromozomul celulei gazd, confer acesteia noi nsuiri determinate de informaia genetic pe care o conine. Virusul se comport ca un component normal al celulei gazd. El poate rmne sub aceast form un timp nedefinit. Virusul integrat se poate transforma n virus vegetativ, de obicei sub aciunea unor factori stresani pentru celul, n care caz genomul viral se desprinde din cromozomul celulei i ncepe s codifice sintez de material viral, trecnd n forma de virus vegetativ.

    Descrierea virusurilor, n continuare, se refer la forma de virus complet sau virion, ntruct aceasta este singura n care virusul are o structur proprie, celelalte dou forme fiind indisolubil legate de celula gazd.

  • Virusologie general

    41

    3.4. CONSTANTELE VIRIONULUI

    3.4.1.Forma

    Virionii pot avea forme variate. La examenul cu un microscop electronic cu o mic putere de rezoluie, se pot distinge 3 tipuri principale de forme:

    - alungit, - corpuscular, - spermatozoidic.

    La examenul electronooptic, la un aparat cu mare putere de rezoluie, care permite observarea tuturor detaliilor ultrastructurale, virionii se pot nfia ntr-o gam mai variat de forme, ca de exemplu:

    - bastona drept, - filament pliat, - icozaedru, - corpuscul sferic, - crmid cu colurile rotunjite, - ghiulea, - spermatozoid (ali termeni de comparaie

    pentru aceeai form: cirea cu coad, ac cu gmlie mare, mormoloc).

    Determinant pentru forma virionului la majoritatea virusurilor este tipul de simetrie al capsidei, iar la unele virusuri prezena nveliului pericapsidal.

    3.4.2.Dimensiunile

    Dimensiunile virusurilor variaz ntre limite cuprinse ntre 8-10 nm(x) pn la 300-350 nm. Virusurile cele mai mici, ca de exemplu Picorna i Parvovirusurile se aproprie de dimensiunile unor macromolecule organice, n timp ce virusurile cele mai mari, ca de exemplu Poxvirusurile, au dimensiuni identice cu cele mai mici bacterii. Volumul virusurilor reprezentative ale celor dou extreme este de 0,00001 microni3 pentru virusul poliomielitei (un Picornavirus) i de 0,01 microni3 pentru Poxvirus. n urmtoarea figur (fig.

  • Virusologie general

    42

    3) sunt redate schematic forma i raporturile dimensionale ale principalelor grupe (familii) de virusuri n comparaie cu o celul bacterian de Escherichia coli.

    Fig. 3 Reprezentarea schematic a formelor i dimensiunilor comparative ale principalelor grupe (familii) de virusuri n

    raport cu Escherichia coli: 1.Picornavirus; 2.Parvovirus; 3.Papovavirus; 4.Togavirus; 5.Leucovirus; 6.Adenovirus; 7.Reovirus;

    8.Coronavirus; 9.Orthomixovirus; 10.Arenavirus; 11.Colifagul T; 12.Rhabdovirus; 13.Herpesvirus; 14.Iridovirus; 15.Paramyxovirus;

    16.Poxvirus; 17.Escherichia coli.

    3.5. STRUCTURA VIRIONULUI

    Virionul este constituit dintr-un nveli i un coninut. La toate virusurile nveliul este format din uniti proteice, numite capsomere, aezate dup un tip de simetrie bine definit, constituind n ansamblul lor pericapsida viral. La unele virusuri, exterior capsidei, se gsete un al doilea strat al nveliului, numit pericapsid (anvelop, peplos). Din punct de vedere al prezenei nveliului pericapsidal, virusurile se

  • Virusologie general

    43

    mpart n dou categorii: nude i nvelite n peplos. (fig. 10) Coninutul virionului este un genom format dintr-un singur tip de acid nucleic, fie ADN, fie ARN. Nici un virus nu conine ambii acizi nucleici. Unitatea constituit din genom + capsid poart i numele de nucleocapsid.

    3.5.1.Capsida viral

    Termenul de capsid deriv de la cuvntul grecesc kapsa = cutie. El desemneaz nveliul extern al virionului, prezentat n forma sa cea mai simpl de un strat unic de uniti identice, numitte capsomere (meros = parte), aezate n mod regulat dup un tip de simetrie bine definit. Puine virusuri au capsida constituit din dou sau mai multe straturi concentrice. Compoziia chimic a capsidei este exclusiv proteic. Proteinele constituente ale capsidei sunt antigenice, fiind responsabile pentru structura antigenic specific fiecrui virus. La majoritatea virusurilor, cu excepia virusurilor helicoidale prevzute cu nveli pericapsidal, capsida este determinant pentru forma virionului. Rolul capsidei este de a proteja genomul viral de aciunea factorilor de mediu. La adpostul capsidei, acidul nucleic viral este vehiculat de la o gazd receptiv la alta. Cu toate c n condiii experimentale au putut fi reproduse numeroase infecii virale numai cu acizii nucleici ai virusurilor respective, nu s-a semnalat nc un fenomen similar n condiii naturale, protecia capsidei fiind indispensabil conservrii i circuitului virusurilor n natur. Subunitile componente ale capsidei, capsomerele, sunt formate din una sau mai multe molecule proteice, constituite la rndul lor din lanuri polipeptidice. n funcie de numrul moleculelor din care sunt formate, capsomerele pot fi de dou feluri:

    - monomere, constituite dintr-o singur molecul proteic, avnd o mas molecular n jurul a 20.000 - 30.000 daltoni; ele sunt caracteristice pentru virusurile de form alungit, iar asamblarea lor n arhitectura capsidei este dup tipul de simetrie helicoidal;

  • Virusologie general

    44

    - oligomere, constituite din mai multe monomere, dispuse circular, formnd un inel sau buton; oligomerele sunt aranjate n cadrul capsidei dup tipul de simetrie icozaedral sau cubic. n funcie de numrul monomerelor componente, oligomerele sunt de dou feluri:

    - hexamere sau hexoni, formate din ase monomere; ele alctuiesc feele triunghiulare i laturile (muchiile) capsidelor icozaedrale;

    - pentamere sau pentoni, formate din cinci monomere; ele sunt aezate la colurile (vrfurile) capsidelor icozaedrale.

    n figura 4 este redat schematic structura tipurilor de capsomere.

    Fig. 4 Schema tipurilor structurale de capsomere: 1 i 2 = lanuri peptidice; 3 = monomer; 4 i 5 = oligomere; 4 = hexamer

    (hexon); 5 = pentamer (penton). Literele reprezint simbolic grupurile chimice de legtur ntre monomerele

    constituiente ale oligomerelor, care sunt de acelai tip (A-a i B-b).

    Numrul capsomerelor este constant pentru un virus, mai ales la virusurile icozaedrale. Simetria capsomerelor poate fi de trei feluri:icozaedral sau cubic,helicoidal,binar sau dubl.

  • Virusologie general

    45

    3.5.1.1.Capsida helicoidal Capsida helicoidal (helical) are forma unui tub

    cilindric. Unitile ei structurale sunt molecule identice de form ovoid sau puin alungit (fig. 5).

    Aranjamentul lor este n form de spiral helicoidal regulat, asemntoare cu al unui resort n stare comprimat. Spirala capsomerelor delimiteaz pe faa intern a tubului un an n care este aezat, tot helicoidal, ntr-un perfect paralelism cu capsida, genomul (acidul nucleic) viral. Extremitile interne ale capsomerelor nu se ating, fiind desprite de fragmentul de acid nucleic care se interpune. Numrul capsomerelor variaz n funcie de lungimea virionului. Capsidele helicoidale pot fi de dou feluri: rigide i flexibile.

    Capsida rigid este de regul caracteristic virusurilor fitopatogene. Un exemplu de virus care poate fi considerat de referin, fiind studiat n cele mai mici detalii, este virusul mozaicului tutunului. El se prezint sub forma unui bastona rigid de 300 nm lungime, 17 nm lime, cu un diametru interior de 4 nm. Genomul lui este constituit dintr-un filament de ARN, lung de 2 microni, avnd masa molecular de 2 x 106 daltoni, aezat n anul delimitat de o spiral helicoidal format din 130 capsomere. Fiecare capsomer este o molecul proteic, compus din 158 de aminoacizi. Fiecare tur de spir nsumeaz de 16

    Fig.5 Schema structurii

    capsidei helicoidale a

    virusului mozaicului

    tutunului

  • Virusologie general

    46

    1/3 capsomere, iar adiacent unei capsomere se gsesc trei nucleotide din lanul de ARN.

    Capsida flexibil se ntlnete la unele virusuri zoopatogene. Forma ei este tot tubular, dar se poate plia sub forma unui ghem. n aceasta stare se dispun nucleocapsidele helicoidale la interiorul nveliului pericapsidal, care are o form aproximativ sferic. Exemple de virusuri pentru care este caracteristic o astfel de structur sunt Orthomyxovirusurile, din care fac parte virusurile influenelor i Paramyxovirusurile n care se ncadreaz virusul pesudopestei aviare. Ele au o form sferic, cu un diametru de 80-120 nm. La interiorul unei pericapside groase de 8-10 nm se gsete nucleocapsida helicoidal, de lungimi variabile, cu diametrul transversal de 9-10 nm.

    n figura 6 este redat schematic organizarea virionului unui virus gripal.

    La Myxovirusuri nu exist o corelaie ntre forma global a virionului (sfeeric) i cea a nucleocapsidei (alungit, filamentoas). Determinat pentru tipul de simetrie al oricrui virus este ns nucleocapsida.

    3.5.1.2.Capsida icozaedral Capsida icozaedral (izometric, cu simetrie cubic) rezult din asamblarea ntr-o form geometric regulat a unui

    Fig. 6 Schema organiz\rii unui virus gripal. Nucleocapsida helicoidal\ se g\se[te pliat\ sub form\ de ghem la interiorul pericapsidei.

  • Virusologie general

    47

    numr fix de hexa i pentamere, care alterneaz dup un plan de organizare foarte precis. Icozaedrul este un poliedru constituit din 20 de fee, fiecare avnd forma unui triunghi echilateral. Ca orice structur geometric regulat, el are trei tipuri de axe de simetrie (p), schematizate n figura 7.

    O rotaie 2 /p n jurul exei aduce structura respectiv ntr-o poziie identic cu cea iniial. Icozaedrul are: 12 vrfuri (unghiuri sau coluri) i 6 axe de simetrie de tip 5, care traverseaz fiecare 2 unghiuri opuse; 20 de fee i 10 axe de simetrie de tip 3, care trec prin punctele

    centrale a 2 fee triunghiulare opuse; 30 laturi i 15 axe de simetrie de tip 2, care unesc 2 laturi opuse exact la jumtatea acestora. Succesiunea capsomerelor n structura capsidei icozaedrale este urmtoarea: feele i laturile sunt formate din hexamere, iar colurile sau vrfurile din pentamere (fig. 8).

    Alternana suprafeelor hexagonale cu cele pentagonale ntr-o anumit succesiune n structura unei figuri geometrice care poate fi nscris ntr-o sfer este o condiie obligatorie pentru stabilirea acestei structuri. n domeniul arhitecturii, aceast regul s-a confirmat prin construcia domului geodezic de ctre Fuller i, mai recent, a pavilionului american de la expoziia universal de la Montreal n 1967 (dup Zarnea, 1974). Klug i Caspar (1962) explic primii structura capsidelor virale icozaedrale pe baza ndeplinirii aceluiai deziderat. n figura 9 este schematizat o secven de fee pentagonale i hexagonale n succesiunea lor caracteristic capsidelor icozaedrale.

    Fig. 7 Tipurile de axe de simetrie ale icozaedrului: a. tipul 2; b. tipul 3; c. tipul 5.

  • Virusologie general

    48

    Fig. 8 Modul de asamblare al capsomerelor ntr-o capsid icozaedral (dup Davis i col., 1967). Modelul din schem este constituit din 42 capsomere, din care 30 sunt hexamere i 12 pentamere. Numrul din centrul capsomerelor indic numrul monomerelor componente, iar literele (A, B, C, i D) simbolizeaz grupri chimice care leag unitile proteice ntre ele. Tipul legturilor ntre monomerele unui oligomer (A, D) este diferit de cel care leag oligomerele ntre ele (B, C).

    Numrul total de capsomere (N) al unui virion icozaedral este dat de formula:

    Fig. 9 Alternana suprafeelor hexagonale i

    pentagonale, analoage celei a hexamerelor i

    pentamerelor din structura capsidelor

    icozaedrale. O hexamer este ncadrat de dou

    pentamere i patru hexamere aezate simteric

    (dup Lwoff)

  • Virusologie general

    49

    N = 10 (n - 1)2 + 2 n care n este egal cu numrul de capsomere al unei laturi. n tabelul nr. 1 este redat numrul capsomerelor obinute pe baza acestei formule la 4 grupe de virusuri. n cazul unor virusuri foarte mici, ca de exemplu virusul poliomielitei n care n = 2 (o fa triunghiular este format din laturi a cte 2 capsomere care ncadreaz o capsomer central), formula se modific, devenind:

    N = 30 (n 1)2 + 2 Capsida icozaedral este forma cea mai economic de organizare arhitectonic a unor uniti proteice identice prin care se asigur nveliul protector genomului viral.

    Tabelul nr. 2 Numrul capsomerelor la 4 grupe de virusuri.

    (dup Hannoun, 1976)

    Grupa n N

    Bacteriofag mic 2 12

    Reovirus 4 92

    Herpesvirus 162

    Adenovirus 252

    Dou virusuri avnd masele moleculare ale virionilor egale, dar cu tipuri diferite de simetrie a capsidelor, unul helicoidal i altul icozaedral, difer sensibil i n ce privete numrul capsomerelor. Astfel, virusul mozaicului tutunului cu capsida helicoidal este format din 2180 molecule, n timp ce virusul mozaicului galben al napului, cu aceeai mas molecular, dar cu capsida icozaedral, este alctuit din numai 180 molecule (dup Zarnea G., 1974).

    3.5.1.3.Capsida cu simetrie binar Capsida cu simetrie binar sau dubl este caracteristic bacteriofagilor cu cap i coad. Capsida capului este de tip icozaedral, n timp ce capsida cozii este organizat dup tipul de simetrie helicoidal. Ea va fi descris mai amnunit la virusurile bacteriofagice.

    3.5.2. Pericapsida (anvelopa, peplosul)

  • Virusologie general

    50

    Pericapsida, pentru desemnarea creia se folosesc la fel de frecvent i termenii de anvelop sau peplos (manta n limba greac), este un nveli suplimentar, ntlnit numai la unele virusuri, aezat exterior capsidei. n funcie de prezena sau absena pericapsidei, corelat cu tipul de simetrie al pericapsidei, virionii sunt de 4 feluri (fig. 10):

    - virion helicoidal nud, - virion icozaedral nud, - virion helicoidal nvelit de pericapsid, - virion icozaedral nvelit de pericapsid.

    Virionii nvelii de pericapsid au totdeauna o form globuloas, aproximativ sferic, indiferent de tipul de simetrie al nucleocapsidei (virionii helicoidali sunt pliai n interiorul pericapsidei sub frorma unui ghem).

    Grosimea pericapsidei este n jur de 100-150 . Analog capsidei, ea este constituit din uniti structurale numite peplomere (peplos = manta). Peplomerele sunt ns puin conturate electronooptic, comparativ cu capsomerele i nu sunt aranjate dup un tip precis de simetrie. Comparativ cu capsida, pericapsida este o form mai puin regulat, este mai puin rigid, avnd un anumit grad de flexibilitate i elasticitate. Pe suprafaa pericapsidei se gsesc de obicei protuberane sub forma unor spiculi sau antene, de

    Fig. 10 Prezentarea schematic a clasificrii virusurilor n funcie de prezena sau absena pericapsidei corelat cu simetria nucleocapsidei. :1.capsid; 2.pricapsid; 3.genom viral; 4.virion helicoidal nud; 5.virion icozaedral nud; 6. virion helicoidal nvelit de pericapsid i 7.virion icozaedral nvelit de pericapsid.

  • Virusologie general

    51

    aproximativ 100 lungime. Ele sunt aezate la distane de 70-80 una de alta. Compoziia chimic a pericapsidei, predominant proteic, este caracterizat i prin prezena altor compui organici glucide, dar mai ales lipide, care mpreun cu proteinele formeaz complexe glico- sau lipidoproteice. Lipidele, compuii chimici ai pericapsidei, concur i ei la determinarea structurii antigenice a virusului. Originea componentelor pericapsidei poate fi proprie sau derivat din membrana celulei gazd n care a fost sintetizat virionul. Partea proprie este numit i homeopeplos, iar cea provenit din componenii celulei gazd heteropeplos.Acestea sunt considerate ca fcnd parte din cadrul proprietilor virusurilor caracterizate ca induse de celula gazd. Constituirea heteropeplosului are loc cu prilejul eliberrii virionilor nou formai din celul prin procesul de nmugurire (burjeonare).(Fig.21) Rol: pericapsida concur, mpreun cu capsida, la protejarea genomului viral la factorii de mediu i asigur fixarea virionului pe celula gazd. Prezena ei confer ns virusurilor anumite nsuiri, absente la virusurile nude. Acestea sunt: sensibilitatea la eter i cloroform, datorat componentelor lipidice din structura peplomerelor, capacitatea de absorbie pe diferite substraturi celulare i activitatea hemaglutinant de care sunt responsabili spiculii (antenele) de pe suprafaa capsidei, numii de aceea hemaglutinine. La Myxovirusuri, pericapsida conine enzime, numite neuraminidaze, care nlesnesc ptrunderea virusului n celula sensibil.

    3.5.3. Genomul viral Genomul viral este reprezentat de acidul nucleic viral. Urmtoarele nsuiri ale acidului nucleic trebuie considerate eseniale pentru caracterizarea unui virus: tipul de acid nucleic, structura, masa molecular n strns relaie cu capacitatea de codificare, proporia de acid nucleic raportat la masa virionului, compoziia n baze azotate, configuraia i modul de dispunere n interiorul capsidei. Tipul de acid nucleic poate fi ARN sau ADN.

  • Virusologie general

    52

    n funcie de natura acidului nucleic, virusurile se mpart n ribovirusuri cu ARN i dezoxiribovirusuri cu ADN. La virusurile fitopatogene acidul nucleic este totdeauna ARN, n timp ce la virusurile zoopatogene i bacteriofagice, poate fi unul sau cellalt.

    Structura acidului nucleic poate fi n funcie de numrul lanurilor din care este constituit molecula monocatenar sau dublucatenar.

    Ca regul general, dezoxiribovirusurile au ADN dublu catenar, cu excepia parvovirusurilor i a fagului X 174, al cror ADN este monocatenar. Ribovirusurile au ARN monocatenar, cu excepia reovirusurilor, al cror ARN este dublu catenar.

    Masa molecular a acidului nucleic este corelat cu mrimea i masa virionului. Masa molecular este n funcie de lungimea lanurilor i implicit de numrul nucleotidelor componente, care la rndul lor sunt determinante pentru informaia genetic, respectiv ca