Е. М. Деркачева

СПИД – вирусное заболевание

Деловая игра в 10-м классе

Цели:

– организовать деятельность учащихся по изучению строения ВИЧ, сути заболевания СПИД, ознакомить с симптомами заболевания и мерами профилактики;
– содействовать развитию умения самостоятельно работать с текстом, анализировать, выделять главное, делать выводы;
– создать условия для воспитания культуры половых отношений, терпимости к больным СПИДом и вирусоносителям.

Оборудование: таблицы-схемы «Строение ВИЧ», «Схема иммунного ответа»; кодоскоп, экран, кодограмма «Строение ВИЧ»; «Излечим ли СПИД» – текст на каждый стол; таблички «Врач», «Вирусолог», «Социолог», «Журналист»; портрет Д.И. Ивановского.

На доске слова: «СПИД – угроза самому существованию человечества» (Э.Тейлор).

Ход урока

Учитель. Сегодня мы продолжим разговор о заболеваниях, передающихся половым путем. Речь пойдет о вирусном заболевании, распространение которого приобрело характер эпидемии. Это СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита. С каждым годом число жертв «чумы XX века» во всем мире растет. Поэтому в качестве эпиграфа к нашему уроку уместны слова великой американской актрисы Элизабет Тейлор, которая является председателем Американского фонда исследований СПИДа: «СПИД – угроза самому существованию человечества». Изучая это заболевание, мы рассмотрим следующие важные моменты:

– возникновение и распространение СПИДа;
– строение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ);
– протекание болезни;
– лечение;
– пути, способы заражения СПИДом, его профилактика.

Наш урок пройдет в форме научно-практической конференции. Провести его мне помогут учащиеся, которые будут выступать в несколько непривычной для них роли людей разных профессий.

Журналист – представители этой профессии занимаются сбором, обработкой и распространением актуальной информации.

Вирусолог – специалист, изучающий строение, размножение вирусов, их инфекционные свойства, а также занимающийся разработкой мер профилактики и лечения заболеваний, вызываемых ими.

Врач-инфекционист – занимается лечением и профилактикой инфекционных заболеваний, в том числе вызываемых вирусами.

Социолог – изучает общество в целом, отдельные сферы его деятельности и проблемы.

Учитель – обучает и воспитывает подрастающее поколение, знакомит учащихся с достижениями наук в определенной области знания; в этой роли, как всегда, буду выступать я.
Вы тоже будете активными участниками нашей конференции, в ходе которой будете отвечать на вопросы, вести записи в тетрадях.

? Какое отношение к нашей теме имеет Д.И. Ивановский, чей портрет вы видите на доске?

Список известных науке вирусов с каждым годом расширяется. Откуда пришел к нам вирус, вызывающий СПИД? Вашему вниманию предлагается журналистское расследование.

Журналист. Еще 30 лет назад все врачи были уверены, что массовые эпидемии для человечества остались в далеком прошлом. Но вот в июне 1981 г. американских врачей насторожил непонятный факт. В Лос-Анджелесе сразу 5 молодых гомосексуалистов заболели редкой формой пневмонии (воспалением легких), возбудитель которой для здорового человека не опасен, а вызывает болезнь лишь у людей с ослабленной иммунной системой. В США был отмечен также рост числа заболеваний одной из форм рака – саркомой Капоши.
Этот вид саркомы был описан венгерским врачом Моришем Капоши в 1872 г. как заболевание кожи, при котором она утолщается, покрывается новообразованиями, шишками. Это заболевание в течение 100 лет отмечалось только у пожилых мужчин после 60 лет. В Европе и Северной Америке частота заболевания саркомой Капоши не превышала 5 случаев на 10 млн человек. Позже было выяснено, что тяжелая форма саркомы сопровождается снижением иммунитета.
Очень скоро, уже в октябре 1981 г., появились первые научные публикации, в которых высказывались подозрения, что и пневмония, и саркома – лишь побочные следствия болезни, разрушающей иммунную систему человека и влекущей за собой тяжелые последствия, а затем смерть. Статьи не обратили на себя должного внимания, и лишь спустя несколько лет весь мир узнал аббревиатуру из четырех букв – СПИД.
Вслед за сенсацией началась паника. Поднялась волна слухов, нетерпимости по отношению к гомосексуалистам и другим группам риска. Когда первый шок прошел, исследователи задались вопросом: откуда могла взяться такая напасть?
Американские врачи тщательно просмотрели все медицинские карты за ряд лет и пришли к выводу, что первые случаи СПИДа могли быть зарегистрированы в США не в 1981 г., а по меньшей мере в 1975 г. Начались расследования. Высказывались самые невероятные предположения, например о том, что вирус вырвался на свободу из секретных лабораторий Пентагона. Однако это невозможно, т.к. наука в то время еще не была способна создать такой вирус.
Была выдвинута гипотеза о том, что прародиной инфекции является Африка. Дело в том, что появились сообщения, согласно которым вирус передавали жители Центральной Африки или те, кто часто бывал в этом регионе и имел половые контакты с местными женщинами. Так или иначе, но на Африканском континенте начали поиск очага инфекции. Американские исследователи установили, что около 40% зеленых обезьян, обитающих в природе, заражены вирусом, аналогичным вирусу СПИДа. Не болея сами, они являются вирусоносителями. То же можно сказать и о людях, которые могут быть вирусоносителями, оставаясь при этом здоровыми. Значит ли это, что долгое время носителями вируса могло быть население африканских джунглей, а при заражении им жителей других континентов вирус привел к бурному росту заболеваний СПИДом? Возможно.
Может быть, человек заразился от обезьян? Жители Африки охотятся на обезьян и едят обезьянье мясо. Достаточно раненой обезьяне с кровотечением изо рта укусить охотника, и заражение обеспечено. Недаром по африканским поверьям укусы обезьян гораздо опаснее львиных.
А может быть, заражение произошло иначе. У жителей побережья озера Виктория бытовал странный обряд, согласно которому для повышения жизненной силы и половой активности кровь обезьян вводили в вену человека.
Существует еще одна гипотеза: возможно, вирус, носителями которого являются зеленые африканские обезьяны и жители Центральной Африки, был предшественником евро-американского, который приобрел иные качества в новых условиях.

Частицы вируса внутри пораженных лимфоцитов

Учитель. Что представляет собой вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД? (Запишите в таблице в тетради: Возбудитель – ВИЧ.) А теперь слово вирусологу.

Вирусолог. Уже в 1983 г. ВИЧ был идентифицирован (выделен и описан) в двух лабораториях – во Франции и в США. Вирус имеет форму шарика диаметром около 100 нм (1 нм = 10^–9 м) (записать в таблицу). По строению – это сложный ретровирус.

Учитель. Вспомните, что такое ретровирус. (Содержит РНК и фермент обратную транскриптазу, или ревертазу.)

Вирусолог (по кодограмме). Любой вирус содержит нуклеиновую кислоту, упакованную в специальную белковую капсулу – капсид. ВИЧ содержит 2 цепи РНК, а внутри капсида находятся дополнительно молекулы ферментов (ревертазы, протеазы, интегразы) и 4 типов белков. Капсид состоит примерно из 2000 молекул структурного белка, сверху он покрыт еще одной белковой оболочкой (матричной), тоже состоящей из примерно 2000 молекул матричного белка. Кроме того, вся эта конструкция защищена двуслойной липидной мембраной, в которой находится множество различных белков, обеспечивающих ее прочность и возможность связываться с клетками-мишенями.

Учитель. Какие вирусы называются сложными? (Простые вирусы содержат только нуклеиновую кислоту и белки капсида. Все остальные вирусы называются сложными.)

Вирусолог. Среди белков бислойной липидной мембраны вириона очень важны гликопротеиды (соединения белков и углеводов). Они образуют структуры, похожие на грибки, ножки которых погружены в глубь оболочки, а «шляпки» находятся снаружи. С помощью этих «шляпок» вирус узнает клетку-мишень, а если точнее, белки-рецепторы, входящие в состав ее клеточной мембраны.
Раньше считалось, что ВИЧ поражает только определенные виды лейкоцитов. К сожалению, оказалось, что он может проникать и в клетки, выстилающие кишечник, структуры костного мозга, некоторые клетки кожи и головного мозга. Здесь вирус размножается, в результате чего клетки утрачивают свои функции, а потом погибают.

Учитель. Вспомните основные этапы жизненного цикла ретровируса. Что происходит после проникновения его в клетку? (Обратная транскрипция: РНК ––> ДНК; ДНК ––> иРНК; иРНК ––> белки вируса; РНК + белок = вирус.)
Что же происходит в организме человека после заражения его ВИЧ-инфекцией? Чтобы разобраться с этим вопросом, напомню, как формируется иммунитет, т.е. невосприимчивость организма к разного рода инфекциям. (По «Схеме иммунного ответа».)
В крови и лимфе человека имеется особый вид лейкоцитов – Т₄-лимфоциты, которые называют хелперами (от английского help), т.е. клетками-помощниками. В ответ на проникновение в организм какого-либо возбудителя они активируются и выделяют вещества, влияющие на активность других клеток, тоже лимфоцитов. Одни из них начинают продуцировать антитела, ведущие борьбу с инфекцией, другие разрушают клетки, в которые проник возбудитель. ВИЧ поражает самое главное звено иммунного ответа – Т₄-лимфоцит. При внедрении вируса в эти клетки заболевание может проявляться не сразу, но происходит выработка антител к вирусу, по которым и делают вывод о заражении ВИЧ.

Учитель. Каковы же симптомы этого страшного заболевания?

Врач. Обычно выделяют 4 стадии СПИДа. Первая протекает незаметно для заболевшего. Вирусы, проникшие в клетки, никак себя не проявляют. Длится эта стадия от 3 до 9 месяцев. В это время у больного может наблюдаться легкое повышение температуры, головная боль, иногда сыпь, которая быстро проходит. Узнают о наличии ВИЧ по антителам, которые появляются в крови. Более сложные методы диагностики позволяют непосредственно выделить вирусы из лимфоцитов. Первая стадия называется бессимптомной, а заболевший человек – вирусоносителем. (Учащиеся делают соответствующую запись в таблице в графе «Симптомы».)

Учитель. На первой стадии СПИДа может сложиться опасная ситуация: человек заражен, а антител в крови не обнаружено. Они появятся все равно, но процесс этот может затянуться на время от нескольких недель до нескольких месяцев. В таком случае вирус в организме не может быть обнаружен.

Врач. Вторая стадия болезни – слабый СПИД, или преСПИД, длится 3–5 лет. Больные худеют, часто потеют, у них повышается температура, появляется сыпь, возникает хроническое распухание лимфатических узлов под мышками и в паху, снижается число Т₄-лимфоцитов в крови. На этой стадии больные тоже часто чувствуют себя относительно хорошо, не обращаются к врачу и поэтому, при наличии половых контактов, заражают других.
Третья стадия – типичный СПИД. Продолжаются увеличение лимфатических узлов, потеря веса, частые поносы, развивается саркома Капоши, количество Т₄-лимфоцитов уменьшается вдвое. Продолжительность типичного СПИДа около 18 месяцев. В этот период резко возрастает заражаемость организма различными инфекциями.
Четвертая стадия – острый СПИД. Протекает стремительно. Больной жалуется на общую слабость, боли в горле, сильные нервно-мышечные и головные боли, иногда тошноту и рвоту; температура поднимается до 39 °С, на коже и слизистых оболочках развиваются грибковые поражения (человек «плесневеет» заживо), вирус герпеса образует язвы на теле.
Через 65–70 месяцев после заражения ВИЧ обычные инфекции, не являющиеся смертельно опасными для здорового организма, приводят к смерти больного СПИДом. Это могут быть грибковые заболевания и туберкулез, менингит, пневмония, воспаление кишечника, рак – не только саркома Капоши, но и рак прямой кишки и языка, может развиться слабоумие, вплоть до потери способности к мышлению и координации движений.

Учитель. Иногда врачи лечат больного от этих болезней, порой добиваются временных улучшений, не подозревая, что первопричина – СПИД.

? Неужели ничего нельзя сделать?

Чтобы ответить на этот вопрос прочитайте текст (см. Приложение). Через 5 мин нужно будет объяснить, в каких направлениях ведутся поиски средств борьбы со СПИДом.
(Комментарии учителя к прочитанной статье.) Аналоги нуклеотидов, блокирующие процесс обратной транскрипции, уже созданы. Наиболее известен препарат – азидотимидин, так называемый АЗТ. В США он уже продается по рецепту. Но, к сожалению, как этот препарат, так и его аналоги очень дороги: годовой курс инъекций стоит около 8 тыс. долларов. К тому же они токсичны для костного мозга, в результате нарушается его кроветворная функция. Отсрочка смерти при использовании этих препаратов – от 1 года до 1 года и 3 месяцев. Поэтому назначают такие препараты в крайних случаях.
Механизм действия интерферонов пока не ясен. Раньше эти защитные белки получали из донорской крови. Это было дорого и небезопасно в плане заражения СПИДом. Сейчас в ряде лабораторий мира научились получать интерфероны методами генной инженерии с помощью бактерий и дрожжей. Эти препараты, получаемые на заводах в больших количествах, дешевы, но доступны, к сожалению, преимущественно за рубежом. (В таблице заполняется графа «Лечение и профилактика».)
Из вышесказанного ясно, что существующие в настоящее время методики лечения СПИДа несовершенны и дороги. Вакцины, которая защитила бы от заражения, пока нет. В такой ситуации на первое место в борьбе со СПИДом выступает профилактика этого заболевания, меры по его предупреждению. Они станут понятны после того, как мы выясним, каковы способы заражения СПИДом.

Социолог. Раньше считалось, что возбудитель СПИДа передается при ненормальных половых контактах. Позже на страницах американских газет заговорили о других группах риска. Пресса ввела понятие «четырех Г»:
1 – гомосексуалисты: до настоящего времени примерно 50% новых случаев заболевания обусловлено гомосексуальным половым поведением (ВИЧ содержится в семенной жидкости);
2 – гемофилики (люди, страдающие несвертываемостью крови) и другие больные, которым вводят препараты крови;
3 – героинзависимые наркоманы, делающие себе внутривенные инъекции и многократно использующие нестерилизованные шприцы и иголки. В настоящее время около 21% инфицированных заражается внутривенным путем;
4 – гаитяне: раньше среди больных СПИДом большой процент составляли жители острова Гаити.
В настоящее время перечень способов заражения СПИДом расширился. Так, оказалось, что болезнь передается и при нормальных половых контактах. В 9% случаев инфицированные мужчины заражают женщин. Мать-носительница ВИЧ заражает ребенка при родах и через молоко. С начала 1980-х гг. до настоящего времени более 40 млн человек в мире заразились ВИЧ (только в 1997 г. почти 6 млн – это около 16 тыс. человек в день). За это время от СПИДа умерли 2,3 млн человек, включая 460 тыс. детей.
Расширилась и география этого заболевания. С 1981 по 1996 г. 46% больных СПИДом составляли представители европейской расы; 35% – негроидной расы; 18% – латиноамериканской и лишь 1% – азиаты. Дети составляли 1% от общего числа больных.

Вирусолог. Нужно помнить, что как бы ни был страшен СПИД, заражение им возможно лишь при попадании ВИЧ в кровь человека. ВИЧ неустойчив – он быстро погибает на воздухе, при высушивании, нагревании (при температуре 56 °С в течении 30 мин), разрушается под действием дезинфицирующих веществ (спирт, хлорамин и др.)
При попадании ВИЧ в желудочно-кишечный тракт он расщепляется ферментами и соляной кислотой желудочного сока. На коже вирус СПИДа уничтожается в течение 20 мин бактериями, которые на ней живут. Вирус не передается через воду, пищу, посуду, предметы, к которым прикасался больной или вирусоноситель, через рукопожатие и другие бытовые контакты.

Учитель. Какие меры профилактики СПИДа вы можете предложить? (Заполнение таблицы в тетради.)
Из сказанного следует, что больные и инфицированные люди не должны стать изгоями в современном цивилизованном обществе.
Я хочу, чтобы результатом сегодняшнего урока были не только знания о причинах, симптомах и профилактике СПИДа, но и понимание того, что к людям, неизлечимого пока заболевания, необходимо относиться терпимо. Им нужны наши внимание, забота, помощь и просто сочувствие. Давайте проявлять их не один раз в году – 1 декабря, когда отмечается Всемирный день борьбы со СПИДом, а постоянно. Французский писатель Эвре Гибер в романе «СПИД» так описал психическое состояние больного: «...это одиночество, отчаяние, безнадежность. Это предательство вчерашних друзей... Это страх и презрение в глазах окружающих. Это тягостное ожидание смерти...».
Я призываю вас: если на вашем жизненном пути встретятся люди, обреченные этой болезнью на смерть, не отворачивайтесь от них, протяните им руку помощи.

Так выглядит фрагмент таблицы в тетрадях (на предыдущих уроках в ней даны характеристики трихомоноза, гонореи, хламидиоза, герпеса – заболеваний, передающихся половым путем).

Таблица. Характеристика некоторых заболеваний, передающихся половым путем

Приложение. Текст для чтения

Излечим ли СПИД?

Ретровирусные заболевания неизлечимы в том смысле, что на современном уровне развития науки нет средств воздействия на вирус, включающийся в хромосому хозяина. Говорить о лечении СПИДа можно лишь в одном смысле – как-то затормозить развитие вируса, оттянуть смерть больного – и не более. Продлить жизнь вирусоносителя можно на долгие годы. При этом человек будет оставаться работоспособным. Ему лишь запрещается иметь детей и быть донором.

Теоретически ясно, что лечение СПИДа должно основываться на препаратах группы интерферонов.

Вирусологи и молекулярные биологи ведут работу в следующих направлениях.

1. Разработка антител и интерферонов, блокирующих связывание вируса с рецепторами клетки; этого можно достичь двумя путями: взаимодействием препаратов с белками вируса или с рецепторами клеток. Такие препараты будут давать эффект на начальных стадиях заболевания.

2. Допустим, что вирус в клетку все-таки проник. На этом этапе нужны вещества, способные препятствовать «раздеванию» вируса, т.е. освобождению РНК из-под белковой оболочки. Такие препараты должны отвечать следующим требованиям: свободно проходить через мембрану клетки, быть устойчивыми и в крови, и в цитоплазме клетки.

3. Гораздо больше успехов достигнуто при воздействии на вирус на стадии его транскрипции. Подавлять этот процесс можно с помощью аналогов нуклеотидов (структуры, имеющие небольшие отличия от нормальных нуклеотидов ДНК). Клетка поглощает такие аналоги, они включаются в растущую цепь ДНК. На этом синтез заканчивается, т.к. к аналогу не может присоединиться ни один нуклеотид.

4. Если все-таки процесс обратной транскрипции прошел и на РНК вируса образовалась ДНК-копия, она образует кольцевую структуру, а затем встраивается в хромосомы клетки. Препаратов, разрушающих ДНК-копию, в настоящее время нет.

5. Последующие этапы жизненного цикла вируса могут быть заблокированы (остановлены) с помощью интерферонов. Это подавление синтеза вирусной иРНК; нарушение синтеза вирусных белков и предотвращение сборки вирусных частиц (нуклеиновая кислота + белок).