Zlatno doba virusa

Zlatno doba virusa

Alexey Rzheshevsky
"Popularna mehanika" № 9, 2015

MERS koronavirus, koji se nedavno pojavio u Južnoj Koreji, iznenadio je južnokorejske vlasti i prisilio ih da poduzmu hitne epidemiološke mjere. Ravnatelj Svjetske zdravstvene organizacije Margaret Chen bio je prisiljen navesti da je "novi koronavirus prijetnja cijelom svijetu". Te se riječi odnose ne samo na MERS, već i na druge nove i nepoznate infekcije.

Pretpostavlja se da je ukupni broj virusnih čestica red veličine veći od broja svih stanica svih organizama na Zemlji. Virus nas okružuje posvuda u prirodi, a svaka stanica svakog živog organizma nosi tragove prošlih susreta s njima.

Genetska raznolikost virusa, njihova sposobnost promjene i prilagođavanja je nevjerojatna. Prije milijun godina, retroelementi genoma i retrovirusa sudjelovali su u evoluciji, djelujući kao genetički rezervoar za stvaranje novih gena i kompliciranje vrsta. A sada virusi mogu djelovati kao jedan od "alata" evolucije, koji reguliraju veličinu i održivost populacije.

Od pisanih izvora svjesni smo prve virusne epidemije nastale u staroj Grčkoj 430. godine prije Krista. i u Rimu 166.Neki virolozi upućuju na to da je prva epidemija malih boginja zabilježena u izvorima mogla doći u Rimu. Tada je iz nepoznate smrtonosne bolesti tijekom Rimskog Carstva ubio nekoliko milijuna ljudi.

Otada je Europski kontinent redovito podvrgnut devastiranim invazijama na epidemije, ponajprije kuge, kolere i boginja. Epidemije su iznenada došle jedna za drugom, zajedno s ljudima koji su putovali na velike udaljenosti, uništili cijele gradove. I baš kao što su iznenada prestali, a nisu se pokazali stotinama godina.

Variola virus je postao prvi poznati zarazni nosač koji predstavlja prijetnju cijeloj ljudskoj rasi. Počevši svoju "crnu" procesiju oko svijeta prije otprilike 2.000 godina, stavio je ogroman broj ljudi na sve kontinente u svoj grob i do 1980. godine, sve dok ga čovječanstvo, zajedničkim naporima, nije pobijedilo. Danas je taj virus pod strogom kontrolom pohranjen u dva laboratorija, u Rusiji i Sjedinjenim Državama.

Na polju gledišta znanstvenika virusi su bili u ranom XVIII stoljeću. Zatim su europski liječnici zainteresirani za fenomen nehotičnog cijepljenja, kada su osobe zaražene blagom kašokotinom bile osjetljive na boginje, to jest čovjeka.Proboj ovog događaja dogodio se 1796. godine, kada je engleski liječnik i znanstvenik Edward Jenner javno izradio prvo cjepivo protiv velikih boginja.

Godine 1892. opisan je prvi virus. Naslov otkrivača virusa s pravom pripada ruskom mikrobiologu Dmitri Iosifovichu Ivanovskom, koji je krajem XIX. Stoljeća bio u mogućnosti opisati virus koji je prouzročio mozaičku bolest duhanskog bilja. I nakon ovog otkrića započela je studija virusnih lavina, koja nas ne prestaje zadiviti i prezentirati neočekivana iznenađenja.

Kako funkcionira virus?

Latinska riječ virus znači otrov. Kompletna virusna čestica, virion, sastoji se od proteinskog kaputa, kapsida i unutarnjeg sadržaja: nekoliko specijalnih proteina i nukleinske kiseline koja kodira virusne gene.

Svi virusi su obično podijeljeni u dvije velike skupine po vrsti nukleinske kiseline koje sadrže: DNA i RNA viruse. S praktičnog gledišta, skupina virusa koji sadržavaju RNA je od svih naših interesa najveći interes jer su oni najopasniji zarazni agenti današnjice: virus influence, koronavirusi i najsloženiji od svih virusa, HIV.

Struktura HIV viriona

Virusi ne pokazuju znakove života dok se ne susreću sa stanicom domaćina. Kao rezultat ovog susreta formira se kompleks virusa stanica koji može živjeti i proizvoditi nove virione.

Glikoproteina. Uz njihovu pomoć virus se veže na CD4 receptor na površini limfocita.

Superkapsid. Fosfolipidna dvoslojna membrana posuđena je iz stanice domaćina iz koje je virus nabubrio.

RNK. Dva identična niti u kojima su sve genetske informacije o virusu programirane.

Kapsidni. Kontejner proteina u obliku krnjeg konusa, u kojem se pohranjuju RNA i najvažniji enzimi: reverzna transkriptaza, integraza, proteaza.

Obrnuta transkriptaza. Enzim koji modificira DNK stanice domaćina za virusnu RNA matricu. Zove se inverzno, jer u većini slučajeva RNA se sintetizira pomoću DNK predloška, ​​a ne obratno.

Gotovo svi virusi poznati znanosti imaju svoj specifičan cilj u živom organizmu – specifični receptor na površini stanice, na koji se pridaju. Taj mehanizam određuje točno koje će stanice biti zahvaćene virusom. Na primjer, polio virus se može vezati samo na neurone, a virus hepatitisa na jetrene stanice. Virus imunodeficijencije cilja na različite stanice.Prije svega, to su stanice imunološkog sustava (T-limfociti-pomoćne stanice, makrofagi). Kao i eozinofili i timociti (podvrsta leukocita), dendritičke stanice, astrociti (tip pomoćnih stanica živčanog tkiva) i druge stanice koje nose specifični receptor CD4 i CXCR4-koreceptor na svojoj membrani. Gotovo svi su izravno povezani s imunološkim sustavom.

Kako funkcionira imunitet?

U idealnom slučaju, zdrav organizam ima vrlo pouzdani višestupanjski sustav zaštite od prodiranja svih vrsta "autsajdera". Za svoj opis i prijepis u različitim vremenima, počevši od 1901., dodijeljene su šest Nobelovih nagrada.

Nakon što virus prodire unutra, već u sluznici imunih stanica, makrofagi (grčki "proždivači") apsorbiraju dio virusnih čestica. Te stanice su sposobne uhvatiti i probaviti bakterije, mrtve stanice i druge strane čestice, uključujući virione.

Zanimanje – Jaja

Ljudski fagociti su podijeljeni u dvije klase, koje se nazivaju "profesionalne" i "neprofesionalne". Profesionalni fagociti su aktivniji i imaju receptore koji omogućuju razlikovanje između "njihova" i "stranca".Stručni fagociti uključuju makrofage.

Kada virus uđe u krvotok, leukociti, uključujući njihove tri glavne vrste: T-pomoćnici, B-limfociti i T-ubojice, idu u borbu s njom. T-pomagač (od engleskog pomagača – pomoćnik) pomoću CD4 receptora prepoznaje antigene – tzv. Bilo koje molekule koje se mogu vezati na protutijela. Ime "antigen" dolazi od riječi "protutijelo" i "generator". Takve molekule su u sastavu virusnih čestica.

T-pomoćnici daju poticajni signal "ubojicama" virusa – B-limfocita i T-ubojica, dok im daju antigene. Aktivirani B-limfociti tvore antitijela koja otkrivaju slobodne antigene virusa i vežu se na njih. Tandem virusa-antitijela je zarobljen i uništen makrofagima. T-ubojljivačke mete su vlastite stanice tijela pogođene virusom. Ovi limfociti provode lizu, to jest otapanje oštećenih stanica uz pomoć posebnih enzima. U posljednjoj fazi imunološkog odgovora, T-supresorske stanice ugasiti aktivnost imunog odgovora, zaustavljajući agresivno djelovanje T-ubojica i B-limfocita, tako da raspršuju i ne uništavaju zdrave stanice.

Istodobno, u tijelu se provodi još jedan molekularni obrambeni mehanizam: stanice inficirane virusom počinju proizvoditi posebne proteine, interferone, koji mogu napustiti stanicu i komunicirati sa susjednim stanicama, smanjujući razinu sinteze proteina i sprečavajući razmnožavanje virusa. Oba virusa i stanica domaćina su pogođeni, ali širenje infekcije je blokirano.

Interferoni zvuče alarm

Koristeći interferon, stanica pogođena virusom prenosi upozorenje na susjedne stanice tako da su spremni susresti se sa zlonamjernim sredstvima. Ovaj mehanizam uključuje smrt svih stanica koje su suočene s virusom, ali je reprodukcija virusa i daljnje širenje zaraze blokirani.

Usput, interferoni aktiviraju niz mehanizama imunološkog sustava. Interferon-alfa (IF-α) stimulira sintezu leukocita, sudjeluje u borbi protiv virusa i ima antitumorski učinak. Interferon-beta (IF-β) proizvodi stanice vezivnog tkiva, fibroblasta i ima isti učinak kao IF-α, ali s pristranosti u antitumorskom učinku. Interferon-gamma (IF-γ) pojačava proizvodnju T-stanica, T-pomoćnih stanica i C08 + T-limfocita, što im daje svojstvo imunomodulatora.

Kralj virusa

Svatko od nas upoznao je ljude dobrog zdravlja, otporan na sve vrste sezonskih virusa poput SARS-a ili influence. Čak ni virus malih boginja nije ubio sve bez iznimke, pa čak i Ebola groznica, koja danas zastrauje Afrikance, ostavlja četvrtinu zaraženih ljudi na životu.

I samo u odnosu na jednu infekciju, imunološki sustav je nemoćan u 100% slučajeva infekcije. Nijedan od 50 milijuna ljudi zaraženih HIV-om neće živjeti do zrelog starosti. Mogućnosti, čak i teoretski, da se suoče sa HIV-om i AIDS-om još nisu otkrivene.

Problem borbe protiv HIV-a uključuje nekoliko čimbenika. Dakle, imunološki sustav osobe, umjesto da se bori protiv virusa, ponekad mu pomaže. Taj fenomen naziva se "pojačano infekcije ovisno o antitijelima" (ADE): protutijela koja se proizvode u tijelu kao odgovor na virusni napad, olakšavaju prodor virusa u stanicu, govoreći za minijaturne virione kao neku vrstu vodiča. Dengue i Ebola virusi također koriste sličan virusni mehanizam.

1991. godine, stanice biolozi iz Marylanda, proučavajući imuni odgovor na HIV cjepivo, otkrili su fenomen antigenskog otiska.Pokazalo se da imunološki sustav pamti samo jednu, prvu varijantu virusa HIV-a i proizvodi specifična antitijela na njega. Kada virus mutira kao rezultat točkastih mutacija, a to se događa često i brzo, imunološki sustav iz nekog razloga ne reagira na te promjene, nastavljajući proizvoditi protutijela na prvu varijantu virusa. Taj fenomen, kao što vjeruje znanstvenik, to predstavlja prepreku stvaranju djelotvornog cjepiva protiv HIV-a.

Ali to nije sve trikove u arsenalu smrtonosne infekcije. Postoje posebni antiretrovirusni sustavi u našem tijelu koji moraju odoljeti svim retrovirusima, uključujući HIV (za više informacija o retrovirusima, vidi srpanjsko izdanje časopisa). Danas postoje dva takva sustava: AID / APOBEC i TRIM5-α. No, kako se ispostavilo, umjesto borbe protiv HIV-a, ti antivirusni sustavi postaju njegovi "čuvari" – oni štite virus imunodeficijencije od neispravnih kopija i drugih virusa.

Prema jednoj verziji, razlog je da su drevni retroelementi iz kojih su nastali retrovirusi, u procesu evolucije, postali dijelom vlastitog genoma.Stoga, imunološki sustav "od strane stare memorije" može uzeti viruse "za svoje".

Sagradili smo im raj

Možda je glavno oružje virusa sposobnost promjene vrlo brzo. Konkretno, kod HIV-a ovo je svojstvo zbog činjenice da reverzna transkriptaza enzima čini pogreške prilikom kopiranja virusa u tijelo. Kao da policija traži kriminalca zbog identikita i grafika, ali svaki dan mijenja svoj izgled. Ostali virusi imaju vlastite mehanizme varijabilnosti. Zahvaljujući njima, na primjer, virus Ebola dvadeset godina otkako se otkriće promijenio za cijeli kvartal.

Danas, ne samo HIV je opasnost za čovječanstvo. Malo ljudi zna za globalnu epidemiju uzrokovanu hepatitisom C. Otkriveno je 1989. godine, a sada u svijetu ima 150 milijuna ljudi – njenih prijevoznika. I svake godine 400.000 ljudi umre od komplikacija koje je prouzročio. Atipična upala pluća, Ebola, ptičja gripa, MERS koronavirus i druge, ali nepoznate infekcije u određenim okolnostima mogu uzrokovati epidemije s velikim ljudskim žrtvama.

Prirodni rezervoar "rezervnih dijelova" za viruse ogroman je i može se presavijati u opasne oblike.Taj se proces naziva rekombinacija virusa – virusi međusobno razmjenjuju svoje gene stvarajući nove vrste. Takva rekombinacija može nastati i između različitih DNA i različitih RNA. Štoviše, genetski materijal uključen u razmjenu nije samo virusi, već i njihovi nosači – na primjer, životinjski i ljudski virus mogu se povezati. Tako se pojavljuju novi opasni oblici virusa.

Ali zašto se danas novi virusi pojavljuju češće? Profesor Vitalij Kordyum, profesor na Institutu za molekularnu biologiju i genetiku, navodi nekoliko glavnih razloga, a glavni su blizina stanovništva, kada postoji bliski kontakt između ljudi s velikim brojem njih i sposobnost da se brzo pokrene prijenosnik virusa. Zahvaljujući znanstvenom i tehničkom napretku, prijevoznik opasne infekcije može doći s jednog kontinenta na drugi u nekoliko dana. Isti je napredak doveo do činjenice da je u posljednjih 70 godina postojala jednostrana migracija stanovništva sela i malih gradova u velike gradove, što je dovelo do pojave kompaktnih multimilijskih naselja.

Očito, naš moderni "urbani" način života igra važnu ulogu u procesima brzog razvoja virusa.Čovjek, organizirala svoj život udobnošću i preobrazivši sve na svoj ukus, odjednom je zaboravio da je obična biološka vrsta i prestala živjeti prema zakonima prirode. A virusi nas podsjećaju na ovo.

NAŠI STRUČNI
Evgeny Komarovsky,
pedijatar, infektolog, TV voditelj:

"Glavna poteškoća u liječenju virusnih infekcija je da lijek mora prodrijeti u stanicu ljudskog tijela i uništiti virus bez oštećenja same stanice i njezinih susjeda. Stoga je učinak antivirusnih lijekova obično usmjeren na usporavanje reprodukcije virusa i Imunitet: Najbolja protuvirusna strategija je prevencija.

  1. Cijepljenje. Uvođenje oslabljenog virusa u tijelo dovodi do razvoja potpuno vrijednih antitijela koja štite osobu od specifične virusne infekcije (ospice, rublja, polio, hepatitis B, influenca, encefalitis, krvarenje itd.).
  2. Sprječavanje ili ograničavanje kontakta s vjerojatnim izvorom infekcije (zasebna prostorija za pacijenta s akutnom respiratornom infekcijom i maska ​​za svoje rođake, "izbirljivi" seksualni život za sprečavanje AIDS-a itd.d.).
  3. Lifestyle i obrazovni sustav, stvarajući normalan imunitet. "

Like this post? Please share to your friends:

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