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La rage est causée par un certain nombre de souches différentes de virus neurotropes, dont la plupart appartiennent au genre lyssavirus, de la famille des Rhabdoviridae.
Le virion a la forme d'une balle et contient un génome d'ARN monocaténaire, non segmenté, à sens négatif, qui code pour 5 protéines structurelles.
La sensibilité à l'infection serait liée à un certain nombre de facteurs : la souche infectante du virus de la rage, le bagage génétique de l'hôte, la concentration de récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine dans le muscle squelettique, la taille de l'inoculum, le degré d'innervation du site de la morsure et sa proximité avec le système nerveux central.
Le virus s'amplifie généralement dans les cellules des muscles squelettiques à proximité du site d'inoculation avant de pénétrer dans le système nerveux par les terminaisons sensorielles et motrices non myélinisées. La propagation se fait par flux axonoplasmique rétrograde (taux de 8 à 20 mm par jour) jusqu'à ce qu'il atteigne la moelle épinière. C'est à ce moment-là que les premiers symptômes spécifiques de la maladie apparaissent : paresthésie et douleur au niveau de la plaie. L'encéphalite survient lorsque le virus se propage dans le système nerveux central. Le virus se propage ensuite le long des nerfs périphériques vers d'autres parties du corps, par exemple les glandes salivaires, où il y a excrétion de salive.
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