Как вич разрушает нашу

Что такое ВИЧ-инфекция и что такое СПИД?

ВИЧ

ВИЧ – это сокращенное название вируса иммунодефицита человека, т.е. вируса, поражающего иммунную систему. ВИЧ живет и размножается только в организме человека.

При заражении ВИЧ большинство людей не испытывают никаких ощущений. Иногда спустя несколько недель после заражения развивается состояние, похожее на грипп (повышение температуры, появление высыпаний на коже, увеличение лимфатических узлов, понос). На протяжении долгих лет после инфицирования человека может чувствовать себя здоровым. Этот период называется скрытой (латентной) стадией заболевания. Однако неверно думать, что в это время в организме ничего не происходит. Когда какой-либо возбудитель болезни, в том числе ВИЧ, проникает в организм, иммунная система формирует иммунный ответ. Она пытается обезвредить болезнетворный возбудитель и уничтожить его. Для этого иммунная система вырабатывает антитела. Антитела связывают возбудитель болезни и помогают уничтожить его. Кроме того, специальные белые клетки крови (лимфоциты) также начинают борьбу с болезнетворным агентом. К сожалению, при борьбе с ВИЧ всего этого недостаточно – иммунная система не может обезвредить ВИЧ, а ВИЧ в свою очередь, постепенно разрушает иммунную систему.

То, что человек заразился вирусом, т.е. стал ВИЧ-инфицированным, еще не означает, что у него СПИД. До того, как разовьется СПИД, обычно проходит много времени (в среднем 10-12 лет).

СПИД

О СПИДе говорят в том случае, когда у человека, зараженного ВИЧ, появляются инфекционные заболевания, обусловленные неэффективной работой иммунной системы, разрушенной вирусом.

СПИД – это последняя стадия развития ВИЧ-инфекции.

СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита.

Таким образом, СПИД – это сочетание болезней, вызванных недостаточной работой иммунной системы вследствие поражения ее ВИЧ.

Однозначного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет. Существуют только гипотезы. Каждая из них имеет свое обоснование, но в научном мире все они продолжают оставаться лишь предположениями – возможными и для кого-то весьма спорными версиями произошедшего.

Самая первая гипотеза происхождения ВИЧ связана с обезьянами. Ее высказал более 20 лет назад американский исследователь Б. Корбетт. По мнению этого ученого, ВИЧ впервые попал в кровь человека в 30-х годах прошлого века от шимпанзе – возможно, при укусе животного или в процессе разделывания человеком туши. В пользу этой версии есть серьезные аргументы. Один из них – в крови шимпанзе действительно был найден редкий вирус, способный при попадании в человеческий организм вызывать состояние, похожее на СПИД.

По мнению другого исследователя, профессора Р. Гэрри, СПИД гораздо старше: его история насчитывает от 100 до 1000 лет. Один из самых серьезных аргументов, подтверждающих эту гипотезу – саркома Капоши, описанная в начале XX века венгерским врачом Капоши как "редкая форма злокачественного новообразования", свидетельствовала о наличии у больного вируса иммунодефицита.

Многие ученые считают родиной СПИДа Центральную Африку. Эта гипотеза, в свою очередь, разделяется на две версии. Согласно одной из них, ВИЧ уже давно существовал в изолированных от внешнего мира районах, например, в племенных поселениях, затерянных в джунглях. Со временем, когда миграция населения увеличилась, вирус вырвался "наружу" и начал быстро распространяться. Вторая версия состоит в том, что вирус возник как следствие повышенного радиоактивного фона, который зарегистрирован в некоторых районах Африки, богатых залежами урана.

Сравнительно недавно появилась еще одна гипотеза, принадлежащая английскому исследователю Э. Хупеору: вирус появился в начале 50-х годов двадцатого века вследствие ошибки ученых, работавших над созданием вакцины от полиомиелита. Ошибка заключалась в том, что для производства вакцины использовались клетки печени шимпанзе, предположительно содержавшие вирус, аналогичный ВИЧ. Одним из наиболее сильных аргументов в пользу данной гипотезы является факт, что вакцину испытывали как раз в тех районах Африки, где на сегодняшний день зарегистрирован самый высокий уровень инфицированности вирусом иммунодефицита.

Так как ВИЧ-инфекция и СПИД у всех протекают по-разному, на эти вопросы невозможно ответить однозначно. Но можно выделить некоторую общую информацию.

Люди с ВИЧ-инфекцией и со СПИДом в наши дни стали жить намного дольше, чем раньше.

Лечение ВИЧ-инфекции и СПИДа становиться все более успешным. На фоне лечения люди с ВИЧ–инфекцией в течение более длительного времени чувствуют себя здоровыми, а больные СПИДом живут дольше и у них, по сравнению с предыдущими годами, стало не только меньше проявлений болезни, но она протекает значительно легче.

В начале эпидемии (1981-1986) СПИД развивался у больных в среднем через 7 лет после заражения вирусом. После этого человек мог прожить еще примерно 8-12 месяцев. После того, как в 1996 году стала применятся комбинированная противоретровирусная терапия, жизнь ВИЧ-инфицированных и людей со СПИД ом стала намного продолжительнее. Некоторые люди, у которых развился СПИД, могут прожить 10 лет и дольше.

В первую очередь такой прогресс обеспечивают лекарства, действующие на сам вирус, - противоретровирусные препараты.

Жизнь продлевается и в связи с тем, что с помощью комбинированной терапии удается предупредить развитие многих оппортунистических инфекций, являющихся непосредственной причиной смерти при ВИЧ-инфекции.

Поиски новых методов лечения продолжаются. Нет сомнений, что вскоре появится еще больше лекарственных средств, эффективных в борьбе с этой инфекцией.

ВИЧ – это длительная, медленно прогрессирующая инфекция, которая может протекать по-разному. Развитие болезни можно затормозить, если своевременно начать антиретровирусную терапию (АРВ-терапия). Без лечения ВИЧ-инфекция переходит в конечную фазу, которая называется СПИДом, или синдромом приобретенного иммунодефицита.

Клетки CD4

ВИЧ атакует и уничтожает белые кровяные тельца, точнее – клетки CD4, играющие очень важную роль в защите организма от инфекций. Уменьшение количества клеток CD4 постепенно приводит к ослаблению иммунной системы и сопротивляемость организма снижается.

ВИЧ использует для размножения, то есть для создания своих копий, клетки CD4. Цикл жизни ВИЧ состоит из нескольких этапов.

Жизненный цикл ВИЧ

• ВИЧ связывает себя с клеткой CD4 и попадает внутрь нее.
• ВИЧ содержит две копии наследственного материала в виде РНК. Когда вирус попадает в клетку, то молекулы вирусной РНК сначала переписываются и становятся ДНК.
• ДНК, продуцируемая вирусной РНК, проникает в ядро клетки.
• Часть вирусной ДНК вставляется в хромосомы, другими словами, вирус прячет свои гены между нашими генами.
• Вирусная ДНК используется для производства молекул РНК для создания новых копий вируса, некоторые из которых используются для генерирования генетической информации для новых копий, а некоторые – для производства белков, необходимых для построения вируса. Но теперь гены вируса производят не те компоненты, которые нужны нашему организму, а те компоненты, которые необходимы для образования новых вирусных частиц.
• Зараженные клетки размножаются почкованием, производя все новые копии вируса, которые заражают новые клетки в организме. Количество вируса в организме неуклонно растет.

Зараженные клетки не осознают, что их вирусные гены, которые включены в хромосомы, продуцируют большое количество белков, необходимых для вируса. Миллиарды новых вирусных частиц вырабатываются в организме человека каждый день. Каждый миллилитр крови человека, живущего с ВИЧ, может содержать миллионы вирусных частиц.

Фазы развития и протекание ВИЧ-инфекции

Как правило ВИЧ-инфекция протекает в 3 фазах.

У некоторых людей через 2-4 недели после заражения появляются симптомы, напоминающие грипп: повышенная температура, боль в горле, увеличение лимфатических узлов и т. д. Это состояние длится несколько недель, после чего симптомы исчезают. Если вы считаете, что недавно могли заразиться ВИЧ, и у вас появились симптомы, напоминающие грипп, сделайте тест на ВИЧ!

Во время острой ВИЧ-инфекции люди могут не догадываться, что они инфицированы ВИЧ, потому что симптомы могут вообще отсутствовать.

На ранней стадии ВИЧ очень усиленно и быстро размножается. Во время острой фазы риск передачи ВИЧ велик из-за очень высокого уровня вируса в крови.

Бессимптомная фаза

На 2-й, бессимптомной стадии у человека отсутствуют какие-либо жалобы и симптомы, свидетельствующие о ВИЧ. Поскольку самочувствие хорошее, то ВИЧ-инфицированный человек не может заподозрить, что является переносчиком вируса и может заразить других людей.

В этой фазе ВИЧ размножается в организме дальше и продолжает ослаблять иммунную систему. Такой период может длиться до десяти лет, прежде чем самочувствие серьезно ухудшится и появятся симптомы, характерные для ВИЧ.

Примерно у 5% живущих с ВИЧ людей, ВИЧ-инфекция не прогрессирует в течение длительного времени. По-английски таких людей называют их называют long-term nonprogressors или elite controllers. У этих людей сильная иммунная система (CD4> 500 клеток / мм3), а вирусная нагрузка очень низкая или не определяется даже без АРВ-терапии.

Симптоматическая фаза
Наиболее распространенные характерные симптомы:

• Повышенная температура по неизвестной причине более 1 месяца
• Потеря веса без причины – более 10% от первоначального веса
• Кандидоз на слизистых оболочках рта и половых органов
• Увеличение лимфатических узлов
• Хроническая диарея
• Неоднократное воспаление легких
• Повторяющиеся герпесные инфекции
• Опоясывающий герпес
• Гинекологические воспаления
• Ночная потливость

При отсутствии лечения болезнь достигает в итоге конечной фазы, которую называют СПИДом, или синдромом приобретенного иммунодефицита (англ. – acquired immunodeficiency syndrome, AIDS). СПИД не является отдельной болезнью, а проявляется в форме различных редко встречающихся инфекционных заболеваний и/или злокачественных опухолей.

Достигнув своей последней стадии, ВИЧ разрушает иммунную систему, и организм не может бороться с инфекциями, в т.ч. и оппортунистическими. СПИД диагностируется, когда количество CD4-клеток составляет 3 и присутствует одна или несколько оппортунистических инфекций или опухолей.

СПИД развивается примерно через десять и более лет после заражения и может привести к летальному исходу.

Как только вы узнали о своем положительном ВИЧ-статусе, сразу же обратитесь на прием к врачу-инфекционисту. Своевременное начало АРВ-терапии предотвращает возникновение СПИДа.

Что такое оппортунистические инфекции?

Оппортунистические инфекции – это инфекции, которыми люди с ослабленной иммунной системой заражаются скорее и легче, чем люди со здоровой иммунной системой, и у таких людей заболевание протекает более тяжело.

Люди, живущие с ВИЧ, чаще всего болеют следующими оппортунистическими инфекциями:

• Кандидоз
• Вирус простого герпеса 1 (ВПГ1),
• Сальмонелла
• Токсоплазмоз
• Туберкулез
• Пневмококковая инфекция
• Пневмония (воспаление легких)

— Геннадий, Андреас, расскажите, пожалуйста, какие еще исследователи принимают участие в проекте?

Геннадий Бочаров: Помимо меня и моего коллеги Андреаса Мэйерханса, на котором лежит экспериментальная часть исследования, над проектом работает Виталий Вольперт, профессор математики из института Камиля Жордана при Университете Лион-1, он специализируется на математических решениях и моделировании. Мы также сотрудничаем с Пермским краевым центром по профилактике и борьбе со СПИДом и инфекционными заболеваниями —

там проводятся клинические исследования уровня вирусной нагрузки, а также гормональных и иммунных показателей у детей, рожденных от ВИЧ-инфицированных матерей.

Их возглавляет четвертый основной исполнитель проекта — Борис Бахметьев, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией экологической иммунологии Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН.

— Как вам удалось собрать такой коллектив из ученых, представляющих разные страны?

подготовить новое поколение исследователей в области математической иммунологии, владеющих необходимым спектром современных инструментов моделирования и опытом проведения исследований в международной конкурентной среде.

— Расскажите, пожалуйста, что уже было сделано в рамках конкретно этого исследования?

Геннадий Бочаров: Сейчас мы сфокусировались на трех фундаментальных аспектах и многофункциональном математическом моделировании. Мы хотим понять фундаментальный механизм, который отвечает за развитие хронических инфекций, и изучить мультимодальные (то есть действующие на различные системы организма) средства контроля, которые можно было бы применять для корректировки нежелательных сдвигов в динамике инфекционных заболеваний.

Существует три различающихся по своей природе способа повлиять на динамику взаимодействия ВИЧ с организмом инфицированного человека.

Первый, достаточно широко доступный, — антиретровирусная терапия. Существует примерно 26 препаратов, которые позволяют воздействовать на различные этапы внутриклеточной репликации и созревания вируса. В целом это хороший способ, но есть некоторое количество побочных эффектов, он дорогой, и не все пациенты придерживаются схем лечения, которые им предлагают, поскольку это существенно нарушает качество их жизни.

— А какие могут быть побочные эффекты?

Андреас Мэйерханс: Например, нарушения в работе сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, системы регуляции метаболизма.

Лекарства, которые сейчас существуют на рынке, употребляют в различных комбинациях, при этом они воздействуют на разные этапы репликации вируса.

Поэтому одна из наших задач — скомбинировать эти лекарственные средства в одно, спроектировать максимально эффективное терапевтическое средство путем поиска на основе анализа чувствительности моделей синергийных эффектов в их совместном действии. Необходимо сделать так, чтобы результат приема лекарств сохранялся, чтобы симптомы не вернулись в течение одной-двух недель. Это возможно путем изменения баланса ВИЧ и иммунной системы таким образом, чтобы противовирусные иммунные реакции могли ослаблять вирусные процессы до непатогенного уровня.

Геннадий Бочаров: В России вирусом иммунодефицита заражено более миллиона человек, и не все получают дорогостоящее лечение. Вторая проблема состоит в том, что антиретровирусная терапия не обеспечивает реальную полноценную защиту.

Иммунная система не восстанавливается, даже если снижается вирусная нагрузка.

Это происходит потому, что нарушается баланс между различными субпопуляциями клеток иммунной системы, например регуляторными Т-клетками и Т-лимфоцитами хелперами CD4+. Уровень активности иммунных процессов определяется балансом активирующих и супрессирующих сигналов. При ВИЧ-инфекции усиливается экспрессия рецепторов, которые отвечают за передачу сигналов на снижение функциональной активности или даже гибель клеток.

— То есть частичное восстановление иммунной системы становится возможным?

Геннадий Бочаров: Да, при данном подходе частичное восстановление, безусловно, происходит. Но полного восстановления нет, и более того, антиретровирусная терапия не обеспечивает восстановление численности CD4+ Т-хелперов. Это наглядно демонстрируют исследования, проводимые нашими коллегами, с которыми мы активно сотрудничаем, — академиком Валерием Черешневым и д.м.н. Константином Шмагелем (г. Пермь) по лечению пациентов, больных ВИЧ и гепатитом C.

— А почему функции иммунной системы не восстанавливаются, если снижена вирусная нагрузка?

Геннадий Бочаров: Тут все дело в глубине поражений и изменений в организме человека при попадании и развитии ВИЧ-инфекции. Вирус иммунодефицита поражает клетки иммунной системы человека, которые находятся в лимфоидных органах, в частности в лимфоидной ткани кишечника, селезенке и лимфоузлах, коих в организме насчитывается более 500.

— И что происходит в этих органах?

Геннадий Бочаров: Лимфоидные органы состоят из стромы, которая формируют каркас, в конкретном случае — из фибробластных ретикулярных клеток (ФРК). Когда Т-лимфоцит CD4+ или CD8+ попадает в лимфатический узел, ему нужно вступить в контакт с клетками стромы. Если лимфоцит получает сигнал от ФРК, то он выживает, а если сигнала нет, то клетка гибнет.

В ходе инфицирования ВИЧ разрушается эпителий стенок кишечника, бактериальные продукты проникают в кровь и вызывают системное хроническое воспаление.

В иммунной системе есть механизмы, которые блокируют хроническую активацию, — это регуляторные Т-клетки, упомянутые ранее. В числе других процессов они стимулируют синтез коллагена фибробластными ретикулярными клетками. Коллагеновые нити частично блокируют свободную миграцию клеток, транспорт цитокинов, и иммунная активность в целом снижается. И фиброз, который имеет место при ВИЧ-инфекции, рассматривается как одна из ключевых причин, по которой полное восстановление иммунитета невозможно. Это ставит задачу анализа с помощью моделей и антифиброзной терапии как компонента мультимодальных воздействий. Для исследования структуры и функции лимфатических узлов при экспериментальных вирусных инфекциях мы также сотрудничаем с Институтом иммунобиологии кантонального госпиталя города Санкт-Галлен (Швейцария), руководимым профессором Б. Людвигом.

Наконец, ключевая проблема лечения ВИЧ-инфекции состоит в том, что вирус полностью интегрируется в человеческую хромосому, становится невидимым, пока клетка не активируется.

А еще он способен видоизменяться со временем путем процессов мутирования и рекомбинации геномов, что делает вирус движущейся мишенью для иммунной системы в пространстве антигенных признаков. Соответственно, и течение болезни протекает у всех по-разному.

— Как вы предлагаете решить эту проблему?

Геннадий Бочаров: Это подводит к необходимости теоретически исследовать третий способ повлиять на динамику взаимодействия ВИЧ с организмом. С помощью создания многофункциональной математической модели мы можем изучить, насколько иммунная система чувствительна к внешним воздействиям, а в будущем —

спроектировать эффективный комбинированный препарат с минимальной концентрацией лекарственных компонентов,

которые действуют на различные звенья инфекции и иммунофизиологических процессов и обладают синергийным эффектом.

Андреас Мэйерханс: Это очень важно, потому что уменьшение уровня вирусной нагрузки антиретровирусными лекарствами связано с зависимостью состояния организма от препарата, и прекращение приема вызовет рецидив заболевания. К тому же лекарства могут иметь побочные эффекты, как отмечалось выше.

— А как проходила экспериментальная часть исследования?

Андреас Мэйерханс: Мы рассматривали инфекцию вируса милимфоцитарного хориоменингита (ВЛХМ) мышей, имеющую много общих закономерностей в динамике с ВИЧ-инфекцией.

— Поэтому для клинической части исследования был выбран именно ВЛХМ, а не, например, вирус иммунодефицита обезьян?

Андреас Мэйерханс: Лабораторные исследования мы начали проводить около трех лет назад.

У нас собраны данные транскриптомного анализа по динамике активности около 11 тыс. генов при остром и хроническом вариантах течения инфекции.

Программисты-биоинформатики проанализировали имеющиеся данные, и по итогам работы построены математические модели динамики экспрессии генов. В Барселоне, кстати, мы контактируем с двумя госпиталями, а одна из моих бывших аспиранток принимает непосредственное участие в мониторинге испытаний вакцин. Это дает нам дополнительную информацию, которую мы используем при создании математических моделей.

— То есть в проекте участвуют молодые ученые?

Геннадий Бочаров: Да, в исследовании задействованы шесть молодых специалистов из России — один из ИВМ РАН (к.ф.-м.н. А.А. Данилов), трое аспирантов из МГУ имени М.В. Ломоносова (В.В. Желткова, А.А. Кислицын, Р.С. Савинков), два магистра из МФТИ (Д.С. Гребенников) и МГУ имени М.В. Ломоносова (Р.М. Третьякова), а также аспирант из Лиона (Анасс Бучнита). Мы надеемся, что в течение трех следующих лет они станут по-настоящему опытными исследователями в области математической иммунологии и внесут свой вклад в развитие научной школы, созданной академиком Г.И. Марчуком.

Следует также дополнить, что мы активно сотрудничаем с коллегами из научных институтов Новосибирска (д.б.н. С.И. Бажан, д.б.н. В.А. Лихошвай, д.б.н. Т.М. Хлебодарова, к.ф.-м.н. И.А. Гайнова) в области моделирования внутриклеточного онтогенеза ВИЧ, Екатеринбурга (д.ф.-м.н. А.В. Ким) — в задачах оптимального управления динамикой ВИЧ-инфекции и Москвы (д.б.н. Э.В. Карамов) — по анализу генетических особенностей ВИЧ-инфекции в РФ.

— Расскажите, пожалуйста, о ваших дальнейших научных планах.

Геннадий Бочаров: К концу года мы планируем разработать многомасштабную модель ВИЧ-инфекции и исследовать на ее основе факторы, лежащие в основе фенотипически различных вариантов течения ВИЧ-инфекции и несостоятельности иммунного ответа.

Планируем сдать в печать книгу о математическом моделировании в иммунологии.

Вообще математическое моделирование сложных систем является востребованным методом не только в иммунологии или в биологии, поэтому обучение студентов их содержательному моделированию — актуальная задача.

14 октября 2013

• 19655
• 15,7
• 2
• 3

Распространенность СПИДа в мире на 2009 год.

Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.

Иммунная система

Рисунок 1. Упрощенная схема иммунного ответа. Молниями указано, как один тип клеток активирует другие. Мф — макрофаг, Б — бактерия, ТХ — Т-хелпер, ВКл — B-клетка, ПлКл — плазматическая клетка, Ат — антитела, Б+Ат — бактерия, покрытая антителами, привлекающими макрофагов, В — вирус, ЗМф — зараженный макрофаг, ТК — Т-киллер, ЗК — клетка, зараженная вирусом, УК — умирающая (апоптотирующая) клетка, В+Ат — вирус, покрытый антителами.

рисунок автора статьи

Жизненный цикл ВИЧ

Видео. Жизненный цикл ВИЧ.

Обратная транскрипция осуществляется вирусным белком обратной транскриптазой [31]. Обратная она потому, что обычно в клетке все наоборот — информация переносится с ДНК на РНК (а с РНК — в последовательность аминокислот белков). РНК по сравнению с ДНК очень нестабильна, и поэтому для ВИЧ характерна огромная скорость мутации — в десятки тысяч раз быстрее, чем для человека. Если скорость нейтральных мутаций для ДНК составляет у различных видов и для различных генов в среднем меньше 10 −9 замен на сайт в год, то скорость мутирования генетического материала РНК-вирусов — около 10 −3 замен на сайт в год (у гена env ВИЧ: 10 −2 –10 −3 замен на сайт в год [21]). Это одна из причин, почему иммунная система не может справиться с ВИЧ — он слишком быстро изменяется.

Таким образом, после того как копия вируса в геноме клетки начинает действовать, на её поверхности появляются знакомые нам белки gp41 и gp120, в цитоплазме — остальные вирусные белки и вирусная РНК. И через некоторое время от зараженной клетки начинают отпочковываться всё новые и новые копии ВИЧ.

Способы уничтожения иммунной системы

При отпочковывании вирус использует клеточную мембрану клетки, и со временем это должно вызвать ее разрушение. К тому же, вирусный белок Vpu вызывает увеличение проницаемости мембраны клетки [6]. При активации вируса в клетке появляется неинтегрированная в геном двуцепочечная ДНК [19], наличие которой может рассматриваться клеткой как повреждение ее генетического материала и индуцировать ее смерть через апоптоз (С точки зрения организма такая клетка потенциально может стать раковой). Помимо этого, вирусные белки напрямую нарушают баланс про- и противоапоптотических белков в клетке. К примеру, вирусная протеаза p10 может разрезать противоапоптотический фактор Bcl-2. Белки Nef [26], Env [22] и Tat [24] вовлечены в возрастание количества клеточных белков CD95 и FasL, служащих индукторами апоптоза по т.н. Fas-опосредованному пути. Белок Tat положительно регулирует каспазу 8 [2] — ключевой фактор индукции апоптоза.

Если же клетки не погибли сами, они активно уничтожаются Т-киллерами. (Это стандартный ответ иммунитета на заражение любыми вирусами.)

Помимо этого, при производстве gp120 и Tat часть их выбрасывается зараженной клеткой в кровоток, а это оказывает токсическое действие на организм [4], [28]. gp120 оседает на все СD4 + -клетки (в том числе и здоровые), что имеет три последствия:

1. Белок СD4 важен для взаимодействия Т-хелпера с фагоцитом, при слипании же СD4 с gp120 T-хелпер перестает выполнять эту функцию.
2. На gp120 как на чужеродный белок образуются антитела; после оседания gp120 на здоровые клетки, последние маркируются антителами, и иммунная система их уничтожает [9].
3. После обильного связывания Т-хелпером gp120 клетка умирает сама. Дело в том, что CD4 — это корецептор. Он усиливает сигнал от TCR (T-cell receptor) — главного белка, позволяющего выполнять Т-клеткам функцию иммунитета. В норме эти рецепторы активируются вместе. Если же активируется один тип рецепторов, но не активируется другой, это является сигналом, что что-то пошло не так, и клетка умирает посредством апоптоза.

Антитела, призванные препятствовать инфекции, в случае с ВИЧ часто, наоборот, ее усиливают [28]. Почему так происходит — не совсем понятно. Одну причину мы рассмотрели выше. Возможно, дело в том, что антитела сшивают несколько вирусных частиц вместе, и в клетку попадает не один, а сразу много вирусов. Помимо этого, антитела активируют клетки иммунитета, а в активированной клетке вирусные белки синтезируются быстрее.

Вдобавок, gp120 и gp41 имеют участки, похожие на участки некоторых белков, участвующих в иммунитете (например, MHC-II [25], IgG [23], компонент системы комплемента Clq-A [14]). В результате на эти участки образуются антитела, способные помимо вируса маркировать совершенно здоровые клетки (если на них будут эти белки), с соответствующими для них последствиями.

Так как на поверхности зараженной клетки появляется gp120, то она, как и вирусная частица, будет сливаться с другими СD4-содержащими клетками, образуя огромную многоядерную клетку (синцитий), неспособную выполнять какие-либо функции и обреченную на смерть.

На самом деле, помимо Т-хелперов, СD4 содержатся во множестве других клеток — предшественниках Т-киллеров/Т-хелперов, дендритных клетках, макрофагах/моноцитах, эозинофилах, микроглии (последние четыре — разновидности фагоцитов), нейронах (!), мегакариоцитах, астроцитах, олигодендроцитах (последние две — клетки, питающие нейроны), клетках поперечно-полосатых мышц и хорионаллантоиса (присутствует в плаценте) [29]. Все эти клетки способны заражаться ВИЧ, но сильно токсичен он лишь для Т-хелперов. Это и определяет основное клиническое проявление СПИДа — сильное снижение количества Т-хелперов в крови. Однако для других клеток заражение тоже не проходит бесследно — у больных СПИДом часто снижена свертываемость крови, имеются неврологические и психиатрические отклонения [16], наблюдается общая слабость.

Пути заражения ВИЧ

Внимание! Ввиду того, что СПИД является венерическим заболеванием, информация, приведенная в этом разделе, может вас оскорбить либо вызвать неприятные эмоции при прочтении. Будьте осторожны.

Рисунок 3. Пути проникновения ВИЧ в организм при половом контакте. Слева указано примерные временные рамки каждого этапа.

Как же происходит первичное заражение человека ВИЧ? Думаю, что с переливанием крови или с использованием общего шприца при употреблении наркотиков читателю все понятно — вирус доставляется напрямую из зараженной крови в здоровую. При вертикальном способе передачи инфекции (от матери к ребенку) заражение может произойти во время внутриутробного развития, в момент родов или в период кормления ребенка грудью (т.к. вирус и зараженные вирусом клетки содержатся в молоке матери) [17], [20]. Тем не менее, даже у ребенка, рожденного от ВИЧ-инфицированной матери, есть шанс остаться здоровым, особенно если мать использует ВААРТ (высокоактивную антиретровирусную терапию) [5]. А почему же люди заражаются при половом контакте?

Механизмы передачи вируса при половом акте не до конца ясны. Тем не менее, они понятны в общих чертах. Итак, рассмотрим барьеры, которые необходимо преодолеть вирусу, чтобы добраться до макрофагов и Т-хелперов. К сожалению, рассматривать особо нечего: барьер только один — это слой эпителиальных клеток и вырабатываемая ими слизь, находящиеся во влагалище (а также пенисе, прямой кишке, глотке). Барьер этот тонок — он может быть всего одну клетку в толщину, — но для вируса труднопреодолим, доказательством чего может служить сравнительно небольшой процент заражений — примерно 1–2 случая на 100 половых контактов. Итак, и какими же путями преодолевает вирус это препятствие?

Наиболее очевидный механизм — это микротравмы. При обычном половом контакте, а особенно при анальном сексе, почти неизбежно появляются микротрещины; при наличии же венерических заболеваний часто возникают изъязвления слизистой. Через эти микротравмы вирус, содержащийся в сперме и влагалищном секрете, может проникнуть к иммунокомпетентным клеткам [17], [20].

Помимо дендритных клеток, в кишечнике существует другой тип клеток, предназначенный для ознакомления организма с антигенами внешней среды. Это так называемые М-клетки, пропускающие через себя довольно крупные объекты неповрежденными из просвета кишечника. В т.ч. через них может проходить и вирион ВИЧ.

Свой вклад в заражение вносит и провоспалительный процесс, в норме присутствующий в женских половых путях из-за наличия в них спермы. Благодаря ему Т-клетки подвержены активации, что способствует их восприимчивости к инфекции.

Итак, риск заразиться ВИЧ возрастает в ряду (Классический секс → Анальный секс → переливание крови / использование общих шприцов при принятии наркотиков). Что же касается орального секса, то весьма небольшой шанс заразиться есть только у принимающей стороны — слюна и тем более желудочный сок инактивирует ВИЧ. Теоретически, этим способом может заразиться и мужчина, но для этого необходимы ранки на пенисе.

При поцелуях и обычных бытовых контактах вирус не передается — он очень неустойчив в окружающей среде .

Заключение

10000 нуклеотидов в каждой. Всего геном включает девять генов, которые в результате альтернативного сплайсинга кодируют 15 различных белков. 3 — Различные белки, захваченные вирусом из хозяйской клетки. 4 — Человеческие белки, обычно находящиеся на поверхности мембраны клеток. Захваченые в результате отпочковывания, они увеличивают вирулентность вируса. 5 — Внешняя оболочка ВИЧ, ведущая свое происхождение от цитоплазматической мембраны клетки, от которой когда-то отпочковался вирион. 6 — Матрикс, образованный тримерами белка р17. 7 — Тримерные комплексы белков gp120 и gp41, при помощи которых вирус проникает в клетку. На поверхности среднего вириона насчитывается около 20 таких тримеров. Чтобы увидеть рисунок в полном размере, нажмите на него.

. Все эти факты позволяют надеяться, что вскоре ВИЧ, как и оспа, останется в прошлом.