Синдром коровьего бешенства или губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота

говоря, из всего живого прион погибает последним.

PrP-с входит в состав наружных клеточных мембран, связан с внешней

поверхностью клеток якорем гликолипида и участвует в эндоцитозе и

катаболизме клеток. Несмотря на то, что самый высокий уровень концентрации

PrP выявлен в нейронах, его могут синтезировать и многие другие клетки

организма. Роль нормального прион-протеина (PrP) у здоровых индивидуумов

еще до конца неизвестна. Прион-протеин необходим для нормальной

синаптической функции. Предполагается, что прионы принимают участие в

межклеточном узнавании и клеточной активации. Некоторые считают, что их

функцией является подавление возрастных процессов и поэтому прионовые

болезни сходны по своим клиническим и морфологическим характеристикам с

геронтологическими заболеваниями.

Установлено также, что клеточный прионный белок поддерживает так

называемые "циркадианные ритмы" (от латинских слов "circa" - около и "dies"

- день), то есть околосуточные ритмы активности и покоя в клетках, тканях,

органах и в организме в целом. Те, кто совершал дальние перелеты (например,

из Москвы на Дальний Восток или в Вашингтон), хорошо знают: перелетев из

одного часового пояса в другой, трудно войти в новый ритм. Клеточный

прионный белок играет роль своеобразного успокоителя, с определенной

(околосуточной) периодичностью тормозя активность клеток, тканей и

организма в целом. В этом нетрудно убедиться, если искусственным образом

(такие опыты уже есть) снизить или вовсе лишить, к примеру, мышку,

способности вырабатывать в организме нормальный прионный белок. Спустя

некоторое время, у нее резко сокращается период сна, а затем животное и

вовсе погибает от развившейся бессонницы.

Прион-протеин (PrP) существует в двух формах:

. в виде нормальной, неинфекционной формы, которая встречается в головном

мозге как в норме, так и у инфицированных больных. Эта форма обозначается

как клеточный прион-протеин, или PrPc;

. изоформа, или PrP-Sc (от "scrapie" — болезнь овец), которая является

патологической, инфекционной формой и накапливается в головном мозге

только у больных людей и животных, страдающих губкообразной

трансмиссивной энцефалопатией.

Классификация. В настоящее время у человека известны две группы

заболеваний, вызываемых прионами:

. губкообразные трансмиссивные энцефалопатии;

. губкообразный миозит с прион-ассоциированными включениями.

Наиболее изученными на сегодняшний день являются губкообразные

трансмиссивные энцефалопатии.

Патогенез прионовых энцефалопатий.

Исходя из установленного факта, что прионовые болезни уникальны с

генетической и инфекционной точки зрения, Прюзинер предложил в 1991г.

современную концепцию патогенеза губкообразных трансмиссивных

энцефалопатий. Суть ее состоит в том, что человек может быть инфицирован

прионами двумя способами:

. наследственная передача по Менделю (аутосомно-доминантный тип

наследования). Однако это не prima facie наследование, а последовательное

через предварительную генную ауторепликацию инфекционного агента

. трансмиссия инфекционного агента алиментарным или ятрогенным путем.

Прионовые заболевания являются одновременно и инфекционными, и

наследственными болезнями. Они могут быть и спорадическими в том смысле,

что имеются случаи, в которых не выявляют никакого известного фактора

риска, хотя наиболее вероятно, что инфекция была приобретена одним из двух

ранее указанных способов. Исходя из современных знаний, трансмиссия

прионовых энцефалопатий определяется тремя факторами: дозой инфекта, путем

инфицирования, видовым барьером.

Доза инфекционного агента, полученная хозяином, зависит от количества

ткани инфекта и его вирулентной способности (инфекционный титр). Но

необходимо всегда помнить, что при повторной экспозиции обязательно

существует риск кумулятивного эффекта.

Путь инфицирования прионами играет важную роль в развитии заболевания

и имеет свою определенную иерархию. По степени значимости пути

инфицирования можно распределить в такой последовательности:

. интрацеребральный

. интравенозный

. интраперитонеальный

. подкожный

. оральный

В качестве примера зависимости от дозы и пути поступления инфекта

служат эксперименты, которые показали, что доза, необходимая для заражения

прионами мышей при оральном пути должна быть в 200 000 раз выше, чем при

интрацеребральном.

При попадании инфекционного прионного белка в здоровый организм в нем

начинается следующее (рис.3): в результате соединения одной молекулы

инфекционного прионного белка (РrРSс) с одной молекулой клеточного

(нормального) прионного белка (РrРС) в молекуле последнего происходят

пространственные изменения. А именно: две из четырех спирально завитых

структур в молекуле клеточного прионного белка (А) вытягиваются. Именно это

пространственное изменение приводит к тому, что молекула такого белка

становится инфекционной: РrРSс + РrРС = 2 РrРSс и так далее...

[pic]

рис.3. Размножение прионов в клетках

Таким образом, в отличие от всех известных инфекционных агентов,

инфекционный прионный белок не синтезируется заново, а накапливается

исключительно за счет превращения нормального клеточного белка в

инфекционный.

Видовой барьер.

Трансмиссия прионовых губкообразных энцефалитов у лабораторных и диких

животных длительное время является предметом многочисленных исследований.

Замечено, что при первом проявлении болезни у определенного вида животных

время инкубации очень длительное, тогда как после первого же пассажа новому

хозяину в пределах этого же вида, оно сокращается. В последующих пассажах

оно уменьшается еще больше до тех пор, пока не достигнет стабильного

периода, характерного для данного вида. Эта устойчивость к прионовой

инфекции у различных видов получила название "видовой барьер". Установлено,

что для преодоления видового барьера и распространения заражения внутри

самого вида необходимы очень высокие дозы инфекта. Однако исследователи

обратили внимание на тот факт, что при одинаковой дозе инфекта

трансмиссивность подострых губкообразных энцефалитов в одних случаях

(например, скрепи овец) зависит от источников агента, а в других — сразу и

от вида донора, и от вида реципиента.

Обнаружено, что при различных способах введения патологических прионов

через различные периферические пути, включая брюшную полость, желудок,

инфекционный агент сначала появляется в клетках лимфоретикулярной системы

миндалин, тимуса, лимфатических узлов и, особенно, селезенки. В первую

очередь инфект определяется в B-клеточных зонах.

Авторы показали, что дифференцированные B-лимфоциты принимают участие

в нейроинвазии прионов. Это, по их мнению, может иметь значение для

предупреждения болезни и использовано в терапевтических целях.

При алиментарном заражении прионы в Пейеровых бляшках тонкой кишки

проникают через клеточные мембраны во внутренние структуры лимфоидных

клеток, откуда в дальнейшем они попадают в другие органы иммунной системы:

лимфоузлы, селезенку, миндалины и др. В этих органах возможна частичная

репликация прионов. Предполагается, что дендритные клетки являются

пермиссивными для периферической репродукции прионов. Из органов

иммуногенеза прионы по нервам достигают ближайших аксонов. В области аксона

может происходить их значительная репликация. При достижении критической

концентрации прионы продвигаются по направлению к спинному, а затем

головному мозгу.

После подкожного заражения грызунов прионы выделяются из селезенки (1-

я неделя после заражения), из селезенки и лимфатических узлов (5-13-я

неделя), из спинного мозга (13-17-я неделя) и из головного мозга (17-19-я

неделя). Установлено, что патологические изменения в мозге появляются на 25-

й неделе, а клинические проявления начинают регистрироваться с 34-й недели.

Все пораженные органы содержат до 10 млн. инфекционных единиц на 1 г,

однако в них, за исключением головного мозга, не обнаруживается никаких

патологических изменений. По некоторым данным, максимум инфекционности

достигается к 40-му дню, т.е. задолго до клинического заболевания у внешне

совершенно здорового животного, когда еще нельзя распознать болезнь и

принять меры по профилактике и лечению. Из этого обстоятельства вытекают

трудности ранней диагностики и опасность передачи инфекции с продуктами

питания.

Экспериментально доказано, что репликация прионового агента может

происходить как в нейронах, так и в глиальных элементах. Некоторые авторы

считают, что астроциты и другие глиальные клетки, возможно, играют ключевую

роль в патогенезе прионовой инфекции. Это подтверждается высоким уровнем

цитокинов на поздней стадии заболевания. К тому же на линейных мышах, у

которых инфицированы были только глиальные клетки, получена морфологическая

картина губкообразной энцефалопатии.

Инфицированность органов иммуногенеза подразумевает перенос

инфекционного агента с кровью. Однако ни в инкубационном периоде, ни в

преклинической стадии, ни даже в разгар болезни пока не находят

биологических сдвигов в периферической крови.

После внутрицеребрального внедрения в животный организм прион-протеина PrP-

Sc, он начинает избирательно накапливаться в мозге. Имеются доказательства

существования транспорта PrPC и PrPSc вдоль аксонов. Большинство клеточных

прионов протеина присоединяются к внешней поверхности мембраны клеток

якорем гликопротеидов после прохождения через комплекс Гольджи. Подобно

другим протеинам, изоформа прион протеина PrPSc проходит внутрь клетки

через фиссуры, находящиеся на поверхности клетки. В отличие от клеточной

изоформы прион-протеина PrPSc накапливается в клетке.

Иммуно-электронномикроскопические исследования указывают на то, что

накопление PrPSc происходит в структурах вторичных лизосом, содержащих

фигуры миелина, богатые фосфолипидами. После повреждения лизосом и гибели

клетки прионы заселяют другие клетки. Внутриклеточное накопление PrPSc в

головном мозге проявляется губкообразной дистрофией нейронов, гибелью

нервной клетки и реактивным астроцитозным глиозом, что и определяет

нейроморфологию прионовых заболеваний.

Патоморфология прионовых энцефалопатий.

Нейропатология прионовых болезней человека характеризуется 4

классическими микроскопическими признаками:

. губкообразными изменениями

. потерей нейронов

. астроцитозом

. формированием амилоидных бляшек

Макроскопически во всех случаях прионовых энцефалопатий отмечено

незначительное уменьшение массы головного мозга, в отдельных наблюдениях

отмечена умеренная атрофия извилин, главным образом у лиц с

пролонгированным течением заболевания.

Микроскопически прионовая губкообразная энцефалопатия характеризуется

наличием множества овальных вакуолей (спонгиоз) от 1 до 50 микрон в

диаметре в нейропиле серого вещества конечного мозга. Вакуоли могут

выявляться в любом слое коры мозга. Это могут быть отдельные вакуоли или

группы, разделенные на участки. На парафиновых срезах вакуоли выглядят

оптически пустыми, однако в некоторых из них при окраске гематоксилином и

эозином нередко выявляется мелкая зернистость. Вакуоли могут сливаться в

микроцисты (200 микрон и более), в результате чего существенно искажается

цитоархитектоника коры. В цитоплазме больших нейронов коры также может

выявляться вакуолизация.

Помимо коры губкообразные изменения нейропиля и вакуолизация

цитоплазмы нейронов отмечаются по ходу всех полей аммоновых рогов, по ходу

зубчатой фасции, в области подкорковых ядер, таламусе и коре мозжечка.

Вовлечение в патологический процесс мозжечка является наиболее характерным

проявлением этой болезни, хотя степень спонгиоза в нем очень вариабельна.

Слияние вакуолей не характерно для мозжечковых повреждений. Спонгиоз чаще

представлен микровакуолями диаметром 1-50 микрон, расположенными в

молекулярном слое.

Губкообразные изменения постоянно сопровождаются уменьшением числа

нейронов различных отделов коры. В основном страдают нейроны III-VI слоя. В

отдельных сохранившихся нейронах отмечается вакуолизация цитоплазмы,

некоторые нейроны сморщены, гиперхромны. Степень выпадения нейронов

коррелирует с выраженностью губкообразных изменений и соответствует

длительности заболевания. Описанные признаки сочетаются с пролиферацией

клеток астроглии. В пролиферирующих астроцитах обнаружены различные

дистрофические изменения, начиная с вакуолизации цитоплазмы и кончая

появлением тучных форм с последующим клазматодендрозом. Миелиновые волокна

коры остаются неизменными.

При длительном течении заболевания наиболее выражены вакуолизация и

выпадение нейронов, что сопровождается спонгиозным статусом, с широко

распространенной во всех отделах грубой вакуолизацией, полным коллапсом

коры головного мозга в виде нерегулярно искаженного каркаса глиальной ткани

с небольшими вкраплениями сохранившихся нейронов. Вообще, чем дольше длится

течение болезни, тем более явными будут микроскопические изменения. В

базальных ганглиях и таламусе выраженная гибель нейронов может сочетаться с

глиозом и атрофией. В мозжечке наблюдаются резкие дистрофические изменения

вплоть до гибели зернистых клеток и клеток Пуркинье. Сохранившиеся клетки

Пуркинье гиперхромные, набухшие, с явлениями тигролиза и лизисом ядер.

Миелиновые волокна, прилежащие к коре и ядерным группам мозжечка, часто

варикозно вздуты, с явлениями фрагментации. Вместе с тем, необходимо

подчеркнуть, что демиелинизация волокон при всех формах прионовых болезней

не наблюдается.

Одним из морфологических признаков прионовых энцефалопатий является

наличие прион-протеиновых (PrP) бляшек, которые обычно видны как

округленные эозинофильные структуры. Изучение структуры и топографии PrP

бляшек имеет большое как теоретическое, так и практическое значение.

Количество, локализация и даже микроскопические признаки бляшек варьируют

при различных формах и типах прионовых энцефалопатий. Такие бляшки

характерны для болезни Куру. Многие авторы их так и называют Куру-бляшки.

Реже они встречаются при спорадической и семейной болезни Крейтцфельда-

Якоба, но очень часто (более 70%) — при ее новой форме. В единичных

наблюдениях их описывают при семейной фатальной бессоннице.

Очень часто PrP амилоидные бляшки локализуются в клетках зернистого

слоя коры мозжечка, но могут также располагаться в молекулярном слое и в

белом веществе. Они, как правило, окружены бледно-розовым ореолом.

Интенсивность окрашивания бляшек различна. Возможно, поэтому их не всегда

удается обнаружить. Для этого используют стандартные иммуногистохимические

методы с PrP антителами. В обнаруженных полимерах протеина, после окраски

конго-рот, при поляризационной микроскопии выявляется зеленое двойное

лучепреломление.

Спинной мозг визуально практически сохранен. Лишь иногда отмечают

значительное уменьшение числа мотонейронов. Ни в одном из наблюдений не

было выявлено демиелинизации белого вещества спинного мозга. Несмотря на

относительно высокую концентрацию прионов, наблюдаемую в периферических

нервах, выраженных структурных изменений в них нет.

Клиника всех форм прионовой энцефалопатии может быть представлена

разнообразной неврологической симптоматикой, обусловленной вакуолизацией и

гибелью нейронов (основной механизм действия прионов на клеточном уровне)

практически в любом отделе серого вещества мозга, включая мозжечок.

Типичными являются:

. расстройства чувствительной сферы: амнезия различной степени, потеря и

извращение чувствительности, выпадение функций органов чувств

. нарушения в двигательной сфере: атаксия, обездвижение, атрофия мышц, в

том числе дыхательных, параличи

. нарушения психики: утрата профессиональных навыков, депрессия,

сонливость, агрессивность, снижение интеллекта, вплоть до полного

слабоумия

При развитии клинических проявлений нет ни признаков воспаления, ни

биологических аномалий в крови или в энцефало-арахноидальной жидкости, ни

тестов неинвазивных, ни прямых, ни косвенных, позволяющих уверенно

поставить диагноз. Электроэнцефалограмма сомнительна. Клинический диагноз

подтверждается только при гистологическом изучении центральной нервной

системы: спонгиоз с вакуолизацией нейронов, пролиферация астроцитов и глии

без признаков воспаления и демиелинизации.

в) Губкообразная энцефалопатия КРС

Поздним ноябрьским вечером 1986г. в особняке министра сельского

хозяйства, продовольствия и рыболовства Великобритании раздался тревожный

телефонный звонок:

"Извините, сэр! Говорит руководитель центральной ветеринарной

лаборатории. Я обязан сообщить вам, что мы обнаружили на территории

Великобритании новое, неизвестное ранее смертельное заболевание коров".

Так началась одна из наиболее трагических страниц в истории

инфекционной патологии среди животных. Благодаря средствам массовой

информации о неизвестной доселе болезни коров узнала широкая публика.

Речь идет о так называемой "болезни бешеной коровы" (не имеющей, по

существу, никакого отношения к бешенству), которая сыграла выдающуюся роль

в развитии исследований прионов и вызываемых ими заболеваний человека и

животных.

А начиналось все так. Во всех странах мира существуют фабрики и заводы

по производству мясокостной муки - продукта, получаемого путем измельчения

и особой обработки мясокостных отходов с боен. В начале технологической

цепочки расположен огромный (величиной с небольшую комнату) приемник,

напоминающий по форме растор мясорубки, где кости и другие не идущие в пищу

человека части туш и скелетов коров и овец подвергаются тщательному

размалыванию и измельчению с последующей разнообразной, в том числе жесткой

термической обработкой. В конце этой технологической цепочки стоит бумажный

мешок, куда сыплется коричневатый порошок - мясокостная мука. Ее

используют, например, владельцы собак, добавляя в корм щенкам для улучшения

питательных свойств пищи.

Действительно, такая добавка повышает ее белковую ценность и, кроме

того, способствует хорошему развитию костной системы собаки. Мясокостную

муку использовали также фермеры в качестве пищевой добавки при выращивании

молодняка крупного рогатого скота.

В конце 70-х годов в Великобритании предприниматели решили повысить

питательную ценность мясокостной муки и вместо жесткой температурной

обработки в технологический процесс ввели обработку растворителями. Прошло

несколько лет (инкубационный период). Тот роковой телефонный звонок,

который раздался в ноябре 1986-го, по сути дела провозгласил начало

ужасающей эпизоотии крупного рогатого скота по всей Великобритании.

Эпизоотия развивалась с нарастающей силой. Случаи заболеваний коров

были зарегистрированы во всех графствах страны, их число постоянно

увеличивалось и в 1992 году достигло пика: каждую неделю регистрировалось

по 1000 случаев заболеваний. Правительство Соединенного Королевства

предприняло энергичные меры, потребовавшие целого ряда законодательных

нововведений, организационных мер и, наконец, колоссальных затрат (лишь к

концу 1990г. было израсходовано более 500 миллионов фунтов стерлингов).

Эпизоотию удалось победить, однако за время её развития возникли новые

прионные болезни. Сегодня в упомянутый выше список добавились еще три:

губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота, губкообразная

энцефалопатия кошек и губкообразная энцефалопатия экзотических копытных.

Первая из них за 10 лет охватила и привела к гибели почти 200 тысяч голов

скота. Заболевание вначале бездомных, а позднее и домашних кошек

обусловлено употреблением ими в пищу мяса больных и погибших коров и быков.

Страницы: 1, 2, 3, 4