Zlatý vek vírusov

Zlatý vek vírusov

Alexey Rzeševsky
"Populárna mechanika" č. 9, 2015

Koronavírus MERS, ktorý sa nedávno objavil v Južnej Kórei, prekvapil orgány Južnej Kórey a nútil ich, aby prijali naliehavé epidemiologické opatrenia. Generálny riaditeľ WHO Margaret Chen bol nútený uviesť, že "nový koronavírus je hrozbou pre celý svet." A tieto slová sa vzťahujú nielen na MERS, ale aj na iné nové a neznáme infekcie.

Predpokladá sa, že celkový počet vírusových častíc je rádovo vyšší ako počet všetkých buniek všetkých organizmov na Zemi. Vírusy nás obklopujú všade v prírode a každá bunka každého živého organizmu nesie stopy minulých stretnutí s nimi.

Genetická rozmanitosť vírusov, ich schopnosť meniť a prispôsobiť sa je úžasná. Pred miliónmi rokov sa retrospektívy genómu a retrovírusov podieľali na vývoji a pôsobili ako genetický rezervoár na vytváranie nových génov a komplikovaných druhov. A teraz vírusy môžu pôsobiť ako jeden z "nástrojov" evolúcie, regulujúce veľkosť a životaschopnosť populácie.

Z písomných zdrojov sme si vedomí prvej vírusovej epidémie, ktorá vznikla v starovekom Grécku v roku 430 pnl. a v Ríme v roku 166.Niektorí virológovia naznačujú, že prvá epidémia pravých lariev zaznamenaná v zdrojoch mohla nastať v Ríme. Potom z neznámeho smrteľného ochorenia v celej rímskej ríši zabili niekoľko miliónov ľudí.

Odvtedy bol európsky kontinent pravidelne vystavený ničivým inváziám epidémií, predovšetkým morom, cholerou a neštovicami. Epidemické náhle prišli jeden po druhom spolu s ľuďmi cestujúcimi na veľké vzdialenosti, zničili celé mestá. Rovnako náhle sa zastavili, bez toho aby sa ukázali už celé stovky rokov.

Vírus variola sa stal prvým známym infekčným nosičom, ktorý predstavuje hrozbu pre celú ľudskú rasu. Začal svoj "čierny" proces po celom svete asi pred 2.000 rokmi, dal do svojho hrobu obrovský počet ľudí na všetkých kontinentoch a existoval až do roku 1980, kým ľudstvo, prostredníctvom spoločného úsilia, ho neporazilo. Dnes je tento vírus pod prísnou kontrolou uložený v dvoch laboratóriách, v Rusku av Spojených štátoch.

V oblasti pohľadu vedcov boli vírusy na začiatku 18. storočia. Potom sa európski lekári začali zaoberať fenoménom nedobrovoľného očkovania, keď ľudia, ktorí boli infikovaní mäkkou kravskou kiahní, neboli náchylní na neštovice, to znamená ľudské.Prielom v tejto oblasti sa objavil v roku 1796, keď verejne vyrobil prvú vakcínu proti kiahňam anglický lekár a vedec Edward Jenner.

V roku 1892 bol popísaný prvý vírus. Názov detektora vírusov patrí právom ruskému mikrobiológovi Dmitriovi Iosifovičovi Ivanovskému, ktorý na konci XIX. Storočia dokázal opísať vírus, ktorý spôsobil chorobu mozaiky tabakovej rastliny. A po tomto objave sa začala lavínová štúdia vírusov, ktorá nás nikdy neprekvapí a neočakávane prekvapí.

Ako funguje vírus?

Latinské slovo vírus znamená jed. Kompletná vírusová častica, virión, pozostáva z proteínového povlaku, kapsidy a vnútorného obsahu: niekoľkých špeciálnych proteínov a nukleovej kyseliny, ktorá kóduje vírusové gény.

Všetky vírusy sa zvyčajne delia na dve veľké skupiny podľa typu nukleovej kyseliny, ktorú obsahujú: DNA a RNA vírusy. Z praktického hľadiska je pre nás všetkých najväčší záujem skupina vírusov obsahujúcich RNA, pretože sú dnes najnebezpečnejšími infekčnými agens: vírusom chrípky, koronavírusmi a najzložitejšími vírusmi, HIV.

Štruktúra vírusu HIV

Vírusy nevykazujú žiadne známky života, kým sa nestanú hostiteľskou bunkou. Výsledkom tohto stretnutia je vytvorenie komplexu vírusových buniek, ktorý je schopný žiť a produkovať nové virióny.

Glykoproteíny. Pomocou sa vírus viaže na receptor CD4 na povrchu lymfocytov.

Superkapsid. Fosfolipidová dvojvrstvová membrána sa vypožičala z hostiteľskej bunky, z ktorej vírus vybuchol.

RNA. Dve identické vlákna, v ktorých sú naprogramované všetky genetické informácie o víruse.

Kapsidového. Kontajner na bielkoviny vo forme zrezaného kužeľa, v ktorom sú uložené RNA a najdôležitejšie enzýmy: reverzná transkriptáza, integraza, proteáza.

Reverzná transkriptáza. Enzým, ktorý modifikuje DNA hostiteľskej bunky pre matricu vírusu RNA. To sa nazýva inverzné, pretože vo väčšine prípadov sa syntetizuje RNA šablónou DNA a nie naopak.

Takmer všetky vírusy známe vedcom majú svoj vlastný špecifický cieľ v živom organizme – špecifickom receptori na povrchu bunky, ku ktorému sa pripojí. Tento mechanizmus určuje presne, ktoré bunky budú vírusom ovplyvnené. Napríklad vírus polio sa môže pripojiť iba k neurónom a vírus hepatitídy k pečeňovým bunkám. Vírus imunitnej nedostatočnosti je zameraný na rôzne bunky.Najprv ide o bunky imunitného systému (pomocné bunky T-lymfocytov, makrofágy). Rovnako ako eozinofily a tymocyty (poddruhy leukocytov), ​​dendritické bunky, astrocyty (typ pomocných buniek nervového tkaniva) a iné bunky nesúce špecifickú receptorovú CD4 a coreceptor CXCR4 na ich membráne. Takmer všetky z nich sú priamo spojené s imunitným systémom.

Ako funguje imunita?

V ideálnom prípade má zdravý organizmus veľmi spoľahlivý viacúrovňový systém ochrany proti prenikaniu všetkých druhov "outsiderov". Za svoj opis a prepis v rozličných časoch od roku 1901 bolo udelených šesť Nobelových cien.

Keď vírus prenikne dovnútra, už v sliznici imunitných buniek, makrofágy (grécke "odhalení") absorbujú niektoré vírusové častice. Tieto bunky sú schopné zachytiť a stráviť baktérie, mŕtve bunky a iné cudzie častice vrátane viriónov.

Profesia – Eater

Ľudské fagocyty sú rozdelené do dvoch tried, ktoré sa nazývajú "profesionálni" a "neprofesionálni". Profesionálne fagocyty sú aktívnejšie a majú receptory, ktoré umožňujú rozlíšiť medzi "ich" a "cudzím".Profesionálne fagocyty zahŕňajú makrofágy.

Keď vírus vstúpi do krvného obehu, leukocyty, vrátane ich troch hlavných typov: T-pomocníci, B-lymfocyty a T-zabijakov, s ňou bojujú. T-pomocník (od pomocného pomocníka v angličtine) používajúci receptory CD4 rozpozná antigény – tzv. Akékoľvek molekuly, ktoré sa môžu viazať na protilátky. Názov "antigén" pochádza zo slov "protilátka" a "generátor". Takéto molekuly sú v zložení vírusových častíc.

T-pomocníci poskytujú stimulačný signál "zabijakom" vírusov – B-lymfocytov a T-zabijakov, zatiaľ čo im prechádzajú antigény. Aktivované B-lymfocyty tvoria protilátky, ktoré nájdu voľné antigény vírusov a viažu sa na ne. Vírus-protilátkový tandem je zachytený a zničený makrofágmi. T-killer ciele sú vlastné bunky tela postihnutého vírusom. Tieto lymfocyty uskutočňujú lýzu, to znamená rozpustenie poškodených buniek pomocou špeciálnych enzýmov. V konečnom štádiu imunitnej odozvy T-supresorové bunky potláčajú aktivitu imunitnej odpovede, zastavujú agresívny účinok T-zabijakov a B-lymfocytov, takže sa dispergujú a nerozkladajú zdravé bunky.

Súčasne je v tele implementovaný ďalší mechanizmus molekulárnej obrany: bunky infikované vírusom začínajú produkovať špeciálne proteíny, interferóny, ktoré sú schopné opustiť bunku a interagovať so susednými bunkami, znížiť úroveň syntézy proteínov a zabrániť násobeniu vírusu. Ovplyvňuje sa vírus aj hostiteľská bunka, ale šírenie infekcie je blokované.

Interferóny zaznie alarm

Pomocou interferónu bunka postihnutá vírusom prenáša upozornenie na okolité bunky tak, aby boli pripravení stretnúť sa so škodlivými činiteľmi. Tento mechanizmus zahŕňa smrť všetkých buniek, ktoré sú konfrontované s vírusom, ale reprodukcia vírusu a ďalšie šírenie infekcie je zablokované.

Po ceste interferóny aktivujú rad mechanizmov imunitného systému. Interferón-alfa (IF-α) stimuluje syntézu leukocytov, podieľa sa na boji proti vírusom a má protinádorový účinok. Interferón-beta (IF-β) produkuje bunky spojivového tkaniva, fibroblasty a má rovnaký účinok ako IF-α, ale s predsudkom v protinádorovom účinku. Interferón-gama (IF-y) zvyšuje produkciu T-buniek, T-pomocných buniek a C08 + T-lymfocytov, čo im dáva vlastnosť imunomodulátora.

Kráľ vírusov

Každý z nás stretol ľudí s dobrým zdravotným stavom, odolných voči všetkým druhom sezónnych vírusov, ako je SARS alebo chrípka. Dokonca aj vírus kiahní nezabíjal všetkých bez výnimky a dokonca aj horúčka Ebola, ktorá dnes vystrašuje ľudí z Afriky, ponechá štvrtinu nakazených ľudí nažive.

A len vo vzťahu k jedinej infekcii je imunitný systém bezmocný v 100% prípadov infekcie. Žiaden z 50 miliónov ľudí infikovaných vírusom HIV nebude žiť v zrelom veku. Príležitosti, dokonca teoretické, na boj proti HIV a AIDS ešte neboli objavené.

Problém boja proti HIV zahŕňa niekoľko faktorov. Takže imunitný systém človeka namiesto boja proti vírusu niekedy mu pomáha. Tento jav sa nazýva "posilnenie infekcie závislé od protilátok" (ADE): protilátky, ktoré sa produkujú v tele v reakcii na vírusový záchvat, uľahčujú penetráciu vírusu do bunky a hovoria o miniatúrnych viriónoch ako o druhu sprievodcu. Vírusy dengue a Ebola tiež používajú podobný vírusový mechanizmus.

V roku 1991 bunkoví biológovia z Marylandu, ktorí študovali imunitnú odpoveď na očkovaciu látku proti HIV, objavili fenomén antigénovej impresie.Ukázalo sa, že imunitný systém si pamätá iba jednu, prvú variantu vírusu HIV a vytvára proti nemu špecifické protilátky. Keď vírus zmutuje v dôsledku bodových mutácií, a to sa stáva často a rýchlo, imunitný systém z nejakého dôvodu nereaguje na tieto zmeny a naďalej vytvára protilátky proti prvému variantu vírusu. Je to tento fenomén, ako sa domnieva mnoho vedcov, ktorý je prekážkou pri vytváraní účinnej vakcíny proti HIV.

Ale to nie sú všetky triky v arzenále smrtiacej infekcie. V našom tele existujú špeciálne antiretrovírusové systémy, ktoré musia odolávať všetkým retrovírusom vrátane HIV (viac informácií o retrovírusoch nájdete v júlovom čísle časopisu). Dnes existujú dva takéto systémy: AID / APOBEC a TRIM5-α. Ako sa ukázalo, namiesto boja proti HIV sa tieto anti-vírusové systémy stali jeho "strážcami" – chránia vírus imunodeficiencie pred chybnými kópiami a inými vírusmi.

Podľa jednej verzie je dôvod, že staré retroelementy, z ktorých vznikli retrovírusy, sa v procese vývoja stali súčasťou nášho vlastného genómu.Preto imunitný systém "starou pamäťou" môže mať vírusy "za svoje."

Vytvorili sme im raj

Snáď hlavnou zbraňou vírusov je schopnosť rýchlo sa meniť. Najmä v prípade HIV je táto vlastnosť spôsobená tým, že enzým reverznej transkriptázy spôsobuje chyby pri kopírovaní vírusu v tele. Ako keby polícia hľadala zločinu na identikitu a výtlačky, ale každý deň mení svoj vzhľad. Ostatné vírusy majú svoje vlastné mechanizmy variability. Vďaka nim sa napríklad vírus Ebola dvadsať rokov od jeho objavenia zmenil o celé štvrťroky.

Dnes je nielen HIV nebezpečenstvo pre ľudstvo. Len málo ľudí vie o celosvetovej epidémii spôsobenej vírusom hepatitídy C. Bolo objavené v roku 1989 a teraz je na svete 150 miliónov ľudí – jej dopravcovia. Každý rok zomiera 400 000 ľudí z komplikácií, ktoré spôsobuje. Atypická pneumónia, Ebola, vtáčia chrípka, koronavírus MERS a iné, zatiaľ neznáme infekcie môžu za určitých okolností spôsobiť epidémie s veľkými ľudskými obeťami.

Prírodná rezervácia "náhradných dielov" pre vírusy je obrovská a môžu byť zložené do nebezpečných foriem.Tento proces sa nazýva rekombinácia vírusov – vírusy vymieňajú svoje gény navzájom a vytvárajú nové druhy. Takáto rekombinácia sa môže vyskytovať medzi rôznymi DNA a rôznymi RNA. Okrem toho genetický materiál, ktorý sa zúčastňuje na výmene, nie je iba vírusy, ale aj ich nosiče – napríklad vírus zvieraťa a človeka sa môže spájať. Tak sa objavujú nové nebezpečné formy vírusov.

Ale prečo sa práve dnes objavujú nové vírusy častejšie? Profesor Vitaly Kordyum, profesorka Ústavu molekulárnej biológie a genetiky, cituje niekoľko hlavných dôvodov, medzi ktoré patria hlavne blízkosť obyvateľstva, keď existuje veľký kontakt medzi ľuďmi a veľký počet ľudí a schopnosť rýchlo sa pohybovať vírusovými nosičmi. Vďaka vedeckému a technickému pokroku sa nosič nebezpečnej infekcie môže dostať z jedného kontinentu do druhého počas niekoľkých dní. Rovnaký pokrok viedol k tomu, že za posledných 70 rokov došlo k jednostrannej migrácii obyvateľov z dedín a malých miest do veľkých miest, čo viedlo k vzniku kompaktných mnohonásobných osád.

Samozrejme, náš moderný "mestský" spôsob života zohráva dôležitú úlohu v procesoch rýchleho vývoja vírusov.Človek, zariadiť svoj život s komfortom a prepracovať všetko okolo na jeho vkus, zrazu zabudol, že je obyčajným biologickým druhom a prestal žiť podľa zákonov prírody. A vírusy nám to pripomínajú.

NAŠI EXPERT
Evgeny Komarovsky,
pediatr, infekcionista, televízny moderátor:

"Hlavnou ťažkosťou pri liečbe vírusových infekcií je to, že liek musí preniknúť do bunky ľudského tela a zničiť vírus bez poškodenia samotnej bunky a jej susedov. Preto účinok antivírusových liekov je zvyčajne zameraný na spomalenie reprodukcie vírusu a Imunita: Najlepšou antivírusovou stratégiou je prevencia.

  1. Očkovanie. Zavedenie oslabeného vírusu do organizmu vedie k vývoju plne hodnotných protilátok, ktoré chránia človeka pred špecifickou vírusovou infekciou (spalničky, rubeola, detská obrna, hepatitída B, chrípka, encefalitída kliešťov atď.).
  2. Zabránenie alebo obmedzenie kontaktu s pravdepodobným zdrojom infekcie (samostatná miestnosť pre pacienta s akútnou respiračnou infekciou a maskou pre jeho príbuzných, "choosy" sexuálny život na prevenciu AIDS atď.d.).
  3. Životný štýl a vzdelávací systém, ktorý vytvára normálnu imunitu. "

Like this post? Please share to your friends:
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: