Вирусы- Необъявленная война человечеству
Споры биологов о том, что такое вирусы, живые это существа или мертвое вещество, идут до сих пор. Энциклопедические словари откровенно признают: в настоящее время наука не понимает природу этих созданий, не знает, как и откуда они появились.
Ученые пока сходятся на том, что вирусы — особая форма материи. Считать их живыми как будто позволяет то, что в них содержатся органические молекулы, что у них есть свой геном, и они могут размножаться. Однако жить и размножаться они способны только внутри чужого организма, чужой клетки. Вне ее это просто мертвые инертные кристаллы, кучки молекул.
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)
На сегодняшний день открыто около двух тысяч видов вирусов. Предполагается. что это лишь очень небольшая их часть. Вирусы постоянно мутируют, откуда-то возникают новые их разновидности. иногда вызывающие смертельно опасные болезни типа коровьего бешенства, птичьего гриппа, лихорадки Эбола, СПИДа и других.
Эти безжалостные убийцы клеток кажутся настолько чуждыми всему земному, что многие изучающие их исследователи вполне серьезно утверждают: вирусы явились на Землю из дальнего космоса. Действия их и правда похожи на эпизоды из фильмов ужасов о нападении представителей внеземной цивилизации. Чудовищного вида карлик впивается в гигантскую, ниче-
го не подозревающую клетку, растворяет ее оболочку и ввинчивает в нее «пружину- своей ДНК. Эта -пружина» задает клетке свою собственную программу, изменяя тем самым всю ее работу. Несчастная пораженная клетка забывает о своих исконных обязанностях и начинает штамповать с полученной матрицы все новые и новые вирусы, несущие смерть соседним клеткам.
Представители одной из разновидностей вирусов — бактериофаги (пожиратели бактерий) — даже внешне похожи на космический модуль, созданный для высадки на чужую планету с целью взятия проб грунта. Бактериофаг выпускает своеобразные «стойки опоры», которыми намертво прикрепляется к жертве, а затем вонзает в нее свой бур.
Пища вирусам не нужна. Они не потребляют и не усваивают ее. Как признают ученые, по своему устройству вирусы больше похожи на примитивные механизмы, которые преследуют одну-единственную цель: искать живые клетки и встраиваться в них. Но кем, когда и для чего поставлена перед ними такая задача? Специалисты не решаются даже задуматься над этим вопросом.
Вирусы зародились в космосе
В 2008 году доктор геолого-минералогических наук С. Жмур предложил собственную гипотезу возникновения жизни на Земле. По его мнению, основным предком всего живого были не клетки, и даже не бактерии, а вирусы, которые зародились в околосолнечном пространстве около пяти миллиардов лет назад.
После вспышки некоей сверхновой звезды были выброшены в пространство огромные массы звездного вещества, из которого впоследствии сформировалось газопылевое облако, а из него потом — планеты Солнечной системы. Высокая температура этого вещества способствовала образованию в нем цианидов — химических элементов, представляющих собой основу для создания простейших углеводородов. Следующий этап состоял в появлении на основе углеводородов белков-ферментов и белков-пептидов, которые затем привели к синтезу молекул нуклеиновых кислот. А это, в свою очередь, позволило образоваться РНК и ДНК, «создавших» для своей защиты от вредных внешних воздействий пептидную оболочку. Так возникла структура, представляющая собой не что иное, как знакомый нам вирус.
Вирус гриппа A/H1N1
Получается, что пять миллиардов лет назад газопылевое облако будущей Солнечной системы было не просто мертвой материей, а субстанцией, насыщенной простейшими вирусами (вспомним о следах микроорганизмов в лунном грунте и метеоритах возрастом четыре с половиной миллиарда лет!). Впоследствии из нее сформировались Земля и другие планеты, в которых зародыши жизни в виде вирусов уже изначально содержались.
Дальнейшая эволюция вирусов на Земле шла благодаря воде, которая проникала в них сквозь пептидную оболочку. Некоторые виды вирусов разбухали, у них формировалась протоплазма, усложнялся их генетический аппарат. Все это привело к делению и. в конечном счете, — появлению полноценной клетки-бактерии, положившей начало жизни на планете.
С. Жмур не исключает возможности и более древнего происхождения вирусов. Они были способны возникнуть в веществе, образовавшемся сразу после Большого взрыва. А значит, возраст этих микроскопических созданий почти равен возрасту Вселенной. То есть, получается, в космосе повсюду разлита единая живая субстанция, способная породить жизнь на любом подходящем для нее небесном теле.
Некоторые исследователи идут еще дальше, полагая, что вирусы — это искусственно созданные кем-то биороботы, которые миллиарды лет назад попали на Землю вместе с органическими зародышами. Цель вирусов-биороботов заключалась в обслуживании этих зародышей. Российский ученый М. Дарьяненко считает, что вирусы-биороботы призваны были
обеспечивать необходимый ход эволюции, соединяясь в определенной последовательности с клетками живых организмов и вводя в них нужные программы ДНК. Но за миллионы лет их деятельности что-то дало сбой, и вирусы из слуг клеток превратились в их убийц. Не исключено, что вирусы-биороботы решили: жизнь на Земле пошла не по тому сценарию, который предписывается ей программой. И эксперимент надо свернуть, очистив планету для новых опытов.
Вирус мими -недостающее звено эволюции?
Вопрос о происхождении вирусов с точки зрения большинства ученых все же не является первостепенным. Главное — это понять, что же такое вирусы, как с ними сосуществовать, как бороться. Мы узнали о вирусах относительно недавно — всего 100 лет назад, а реально работать с ними научились лишь в середине минувшего века.
Еще не так давно биологи полагали, что нашли, наконец, закономерности в строении вирусов и механизме их действия. Но прозрение наступило в 1992 году, когда в амебе, выловленной в воде одного промышленного резервуара в Англии, обнаружили удивительный, ни на что не похожий объект. Диаметром он крупнее известных вирусов в 40 раз, но бактерией не является. Биологи признали его вирусом, назвав мими — из-за его мимикрии, или маскировки под бактерию.
Поразительные результаты дала расшифровка его генома. В вирусе мими обнаружено 1260 генов, в то время как в обычных, традиционных вирусах их не более 100! Еще одна странность: в мими находятся одновременно и ДНК, и РНК. В обычных вирусах — либо ДНК, либо РНК. Обе молекулы вместе в вирусах не встречаются. Мими способен воспроизводить 150 видов белков и даже ремонтировать свою поврежденную ДНК, что для обычных вирусов совершенно невозможно. И все-таки мими — паразит. Он живет и размножается только за счет чужой клетки, в которую внедряется. Тогда что это такое? Может быть, некая промежуточная форма между вирусами и бактериями, которая способна пролить свет на загадки эволюции?
Доклеточная форма жизни
Человеку примерно два миллиона лет. Возраст вирусов, по всем прикидкам, исчисляется миллиардами лет. Причем существовать в «законсервированном» состоянии они могут бесконечно долго. По сути вирусы бессмертны. Расшифровка нашего генома показала, что в нем полно остатков древних вирусов. Они занимают почти 10% генома человека. Для чего эти остатки там присутствуют — пока неизвестно. Подобные вопросы наука стала обсуждать только в самые последние годы.
Сейчас среди ученых все больше распространяется мнение, что вирусы -это реликты неких доклеточных форм жизни. За миллионы лет эволюции они приспособились к паразитическому существованию в чужих клетках. Также выяснилось, что не все вирусы убивают клетки. Иными словами — они не все смертельно опасны, как это представляется многим, иначе человечество, да и вообще вся жизнь на Земле вряд ли могли бы существовать.
«Человеческая цивилизация за свою историю знавала такие болезни, вызванные вирусами, которые уносили миллионы жизней, — говорит Роберт Шоуп, директор Йельской вирусной лаборатории. — Иногда казалось, что человечество стоит на грани полного уничтожения. Но каждый раз все обходилось более или менее благополучно. Вирусы отступали. Случайно ли это? Или так было запрограммировано с самого начала, с момента появления жизни на Земле?»
Тайны ХХ века № 34 2011
Источник
Микроскопические паразиты-убийцы из космоса: что такое вирусы и как с ними бороться
Все сейчас говорят о вирусах: коронавирус, грипп, ВИЧ, гепатит, ВПЧ, оспа и т.д. В мире существует более тысячи видов вирусов, способных поражать различные живые клетки, да практически все виды клеток. А что же такое вирусы и с чем их едят (в прямом и переносном смысле)? Где они живут, как попадают к нам в организм, что там делают и есть ли лекарства против них? Статей и постов в интернете много, в том числе, антинаучных и дилетантских. Поэтому ТИА обратилось за информацией в Тверской медуниверситет, к профессору кафедры микробиологии и вирусологии, доктору медицинских наук, декану фармацевтического факультета Юлии Червинец.
Что такое вирус и в чём отличие от бактерий?
Название «вирус» произошло от латинского слово virus и переводится как «яд». По сути, это мельчайшие внутриклеточные микробы-паразиты, потому что живут и размножаются они только внутри хозяина — практически во всех живых организмах (бактериях, грибах, растениях, животных и человеке). Несмотря на своё «коварство», все вирусы имеют примитивное строение: одна нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), окруженная одной или несколькими оболочками. Различают просто устроенные вирусы (безоболочечные) и сложно устроенные вирусы (оболочечные). К простым вирусам относят: вирусы полиомиелита, гепатита А, аденовирусы. Примеры сложных вирусов: гепатит В, грипп, парагрипп, корь, ВИЧ, герпес. Различаются вирусы и по форме:
- палочковидная (вирус табачной мозаики)
- пулевидная (вирус бешенства)
- сферическая (вирусы полиомиелита, ВИЧ)
- нитевидная (филовирусы)
- в виде сперматозоида (многие бактериофаги).
Размеры вирусов настолько малы (18-400 нм), что увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа. Единицы измерения — нанометры, в отличие от бактерий (микрометры, мкм). Кстати, вирусы приблизительно в 100 раз меньше бактерий. Наиболее мелкими вирусами являются вирус полиомиелита (20 нм), гепатита А (30 нм), гепатита С (50 нм), вирус бешенства (170 нм), наиболее крупным — вирус натуральной оспы (350 нм).
От бактерий вирусы отличаются не только размерами, но и количеством генов (минимальное у вирусов от 4 до сотни, у бактерий – от 3000); нуклеиновыми кислотами (вирусы содержат только одну — ДНК или РНК, а бактерии – обе); количеством ферментов и, конечно же, самой формой жизни: вирусы размножаются только внутри живых существ, а бактерии – свободноживущие.
Интересный факт: первооткрыватель вирусов и основоположник вирусологии — русский ученый Д.И. Ивановский. В 1892 году описал необычные свойства возбудителей болезни табака (табачной мозаики), которые проходили через бактериальные фильтры и были названы «фильтрующимися частицами».
Жизненный цикл вирусов состоит из нескольких этапов:
1. Вирус прикрепляется к поверхности чувствительной клетки. Для каждого вируса есть свои чувствительные клетки, например, для гепатита – клетки печени, для гриппа – клетки дыхательных путей и т.д.
2. Проникновение вируса в клетку: либо его оболочка сливается с мембраной клетки или клетка сама его захватывает и поглощает.
3. Далее в клетке идёт процесс как бы “раздевания” вируса от всех его оболочек и активация его нуклеиновой кислоты.
4. Начинается синтез нуклеиновых кислот и белков вируса, т.е. вирус подчиняет системы клетки хозяина и заставляет их работать на своё воспроизводство.
5. Сборка вируса — многоступенчатый процесс, включающий в себя соединение всех компонентов.
6. Последний этап — выход вирусных частиц из клетки взрывным путем или почкованием. Полный цикл размножения вирусов завершается через 5-6 ч (вирус гриппа) или через несколько суток (вирус кори). Из погибающей клетки, которая длительное время может сохранять жизнеспособность, одновременно выходит большое количество вирусов. В результате пораженные вирусом клетки в основном погибают от истощения, а новые вирусы завоевывают и разрушают другие клетки. Но возможна и так называемая онкогенная трансформация клетки: тогда в организме появляется и начинает расти из мутированных клеток раковая опухоль.
Сколько вирус может жить вне организма хозяина и где?
Как правило, большинство вирусов малоустойчивы во внешней среде: они становятся инертны и погибают от многих причин, если снова не попадут в чувствительную клетку. Некоторые вирусы во внешней среде могут образовывать кристаллы, что свойственно только неживой материи.
Вирусы быстро погибают под действием солнечных лучей, ультрафиолета, стандартных веществ для дезинфекции. В воздухе помещений вирусы могут сохраняться несколько часов. При кипячении полностью инактивируются в течение нескольких минут.
Однако вирусы устойчивы к низким температурам: сохраняют свою жизнеспособность при t +4°С в течение нескольких недель, а при замораживании — в течение нескольких месяцев, а иногда и лет (особенно супернизких температурах).
Устойчивость вируса на различных поверхностях различна и зависит от температуры. На бумаге вирус разрушается за 3 часа, на банкнотах — за 4 дня, на дереве и одежде — за 2 дня, на стекле — за 4 дня, на металле и пластике — за 7 дней. Кстати, на внутреннем слое использованной маски они могут жить 7 дней, а на внешней поверхности маски – даже более недели (данные соответствуют условиям при температуре +22 °С и влажности 65 %).
Есть и исключения. Некоторые вирусы обладают значительной устойчивостью при комнатной температуре: вирус гепатита В сохраняет жизнеспособность в течение трех месяцев, гепатита А – в течение нескольких недель. ВИЧ сохраняется в высохшей крови до двух недель, в донорской крови вирус остается жизнеспособным в течение нескольких лет.
Что такое штаммы и почему вирусы мутируют?
Штамм (от нем. Stamm — «ствол,род») — чистая культура вирусов, изолированная в определённое время и в определённом месте. Один и тот же штамм не может быть выделен второй раз из того же источника в другое время. В зависимости от среды обитания – почва, вода, воздух, время года, чувствительный организм (человек, животные, птицы) — вирусы подразделяют на штаммы. Например, водный штамм, весенний, птичий, свиной и т.п. Во внешней среде геном вируса подвержен различным воздействиям, например, ультрафиолетовое облучение, солнечная радиация, химические вещества, что приводит к различного рода мутациям, т.е. изменениям в структуре нуклеиновой кислоты. В зависимости от характера мутаций вирусы могут изменять свои свойства, скажем, сменить хозяина. Так, вирус гриппа, который поражал только птиц, стал поражать и людей.
Как часто происходит в мировом научном сообществе открытие нового вируса?
Ученые каждый год открывают новые вирусы. Так, в 1972 г. открыт вирус Эбола, 1980-1989 гг. — вирусы иммунодефицита человека, гепатита Е и С, коронавирус человека впервые был выделен в 1965 году от больных ОРВИ. В Китае 2002—2003 годах была зафиксирована вспышка атипичной пневмонии или тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС, SARS). Заболевание было вызвано штаммом коронавируса SARS-CoV. В результате болезнь распространилась на другие страны, всего заболело 8273 человека, 775 умерло (летальность 9,6 %). И вот в 2019 году появился новый штамм коронавируса CoViD 19, который вызвал пандемию.
Так откуда берутся вирусы?
Вопрос риторический. Пока ответа у науки нет. Может быть, они были привнесены из космоса на космических телах. Ведь при низких температурах они могут сохраняться неопределенно долгое время.
Как они попадают в организм человека/животного и т.д.?
Разными путями: воздушно-капельным (корь, грипп, ветряная оспа), половым (ВИЧ, вирус простого герпеса 2 типа), через кровь (гепатит В,С, ВИЧ), через инфицированные продукты (гепатит А, Е) или через членистоногих (скажем, клещей). Различают вирусы, вызывающие инфекции с преимущественным поражением органов дыхания (респираторные), кишечника (ротавирусы), печени (вирус гепатита), иммунной (ВИЧ) или нервной системы (бешенство, энцефалит).
Как организм реагирует на вирус?
Частицы самого вируса, а также биологически активные вещества, выделяющиеся при разрушении наших клеток, могут вызвать повышение температуры тела, тошноту, рвоту, сильную слабость, головокружение вплоть до потери сознания, нарушение работы сердечно-сосудистой системы и др. На фоне нарушения функционирования различных органов и систем к вирусной инфекции может присоединиться бактериальная (стафилококки, стрептококки, кишечные бактерии) и грибковая (дрожжевые грибы), усугубив воспалительный процесс с тяжелыми последствиями вплоть до летального исхода.
Как наш организм борется?
Однако организм человека не простая мишень для атаки болезнетворных микроорганизмов, он активно борется, и в этом нам помогает иммунная система. Вырабатываются специфические, нейтрализующие данный вирус антитела, формируются клетки-«убийцы» или Т-лимфоциты, которые уничтожают как поражённые, инфицированные клетки, так и сам вирус. Но иммунной системе нужно время, чтобы вычислить «чужака», «вирусного преступника», который не просто прячется внутри наших клеток, но и старается обмануть иммунную систему. Например, новое или мутировавшее поколение вируса наша иммунная система поначалу не видит. Конечно же, со временем все вирусные клетки распознаются, но к сожалению, с потерей драгоценного времени для нашего организма.
Возможно ли повторное заражение одним и тем же вирусом?
Наше здоровье зависит напрямую от активности и лабильности иммунной системы. Если она работает со сбоями и не справляется с негативным воздействием патогенов, заболевание может перейти в хроническую форму вплоть до смертельного исхода. Поэтому повторное заражение этим же вирусом возможно. Другая причина появления рецидива заболевания — мутации вируса. Если вирус стабилен, то наша иммунная система запоминает его и, как правило, повторных случаев инфицирования не бывает. Но если вирус подвергается изменчивости, то попав в организм человека, он воспринимается уже как новый вирус.
Есть ли лекарственные препараты для лечения вируса? Что может убить вирус?
Да есть, но не против всех вирусов. Антибиотики, применяемые при лечении бактериальных инфекций, здесь совершенно не работают, т.к. они воздействуют на структуры клетки только бактерий. В случае вирусной инфекции нужны препараты, которые блокируют различные этапы размножения вируса в клетке. Таким неспецифическим веществом является интерферон, который вырабатывается клетками организма человека (кишечника, печени).
Если выработка интерферона недостаточна, то можно применить индукторы интерферона, например: ламовакс, курантил, дибазол, адаптогены растительного (элиутерококк, оралия) и животного происхождения (вытяжка из мидий). Активно действуют при респираторных вирусных заболеваниях препараты интерферона — виферон, амиксин и др. Подавляют активность вируса гриппа на ранних стадиях ремантадин, амантадин, арбидол. Герпес подавляет ацикловир (зовиракс) и т.п. Однако пока точно неизвестны препараты, подавляющие репродукцию коронавируса. К специфическому лечению от коронавируса относится введение плазмы от переболевших людей, которая содержит антитела, но этот метод находит ограниченное применение.
Зачем нужна вакцинация? Как и из чего делают вакцины?
По сути, вакцины — это препараты для создания искусственного активного иммунитета. Термин «вакцина» произошел от французского vacca – «корова». Его ввел Л. Пастер в честь Дженнера, применившего вирус коровьей оспы для иммунизации людей против натуральной оспы человека. Вакцины – это препараты, содержащие сами микроорганизмы (убитые или живые ослабленные), части микроорганизмов, а также анатоксины (токсин, лишенный своих ядовитых свойств, но сохранивший свойства активировать иммунный ответ). После введения вакцины вырабатываются специфические антитела, которые нейтрализуют, прежде всего, поверхностные рецепторы вируса, с помощью которых он проникает в клетку. Таким образом блокируется основной механизм проникновения вируса в клетку. Многие вакцины создают пожизненный иммунитет у человека, например, вакцина от гепатита В, кори, краснухи, полиомиелита, эпидемического паротита.
Сколько времени уходит на создание вакцины?
На создание вакцины уходит 1-2 года, в течение которого должны пройти многочисленные проверки на эффективность и безопасность препарата, испытания на животных, потом на людях-добровольцах, а после – наладить массовое фармацевтическое производство.
Что представляют собой тесты на вирус? Как в лабораториях выявляют положительные результаты анализов?
Диагностика вируса основана на определении структуры вируса (специфических рецепторов и нуклеиновой кислоты), а также противовирусных антител у переболевших людей. Используются различные реакции: иммуноферментный анализ (ИФА), полимеразная цепная реакция (ПЦР). Время диагностики зависит от производителя тестов — от нескольких часов до 1 суток.
Несколько примеров самых массовых с убийственных с точки зрения эпидемий вирусов в истории человечества
Вирусы гриппа постоянно циркулируют среди населения, вызывая сезонные подъемы заболевания, периодически приобретающие характер эпидемий и даже пандемий. Эпидемии гриппа наносят огромный экономический ущерб, приводят к людским потерям. Это, прежде всего, относится к вирусам типа А, который каждые 2-3 года вызывает эпидемии, а несколько раз в столетие — пандемии с числом заболевших 1-2 млрд. человек. Эпидемии, вызываемые вирусом типа В, повторяются через 3-6 лет.
Пандемии гриппа, вызванные мутированными вирусами, против которых у людей нет иммунитета, возникают 2-3 раза в 100 лет. Пандемия гриппа 1918—1919 («испанка», штамм H1N1) унесла жизни 40-50 миллионов человек. Предполагают, что вирус «испанки» возник в результате рекомбинации генов вирусов гриппа птиц и человека. В 1957—1958 была пандемия «азиатского гриппа», вызванная штаммом H2N2; в 1968—1969 — пандемия «гонконгского гриппа» (H3N2).
С 2009 появилось новое заболевание людей и животных, вызываемое штаммами вируса гриппа А/H1N1, А/H1N2, А/H3N1, А/H3N2 и А/H2N3, известных под общим названием «вирус свиного гриппа». Он распространён среди домашних свиней, а также может циркулировать в среде людей, птиц и др. видов; этот процесс сопровождается его мутациями.
Как уберечься от вирусов? Существуют ли действенные меры профилактики и гигиены?
Выделяют специфические и неспецифические способы профилактики вирусных инфекций. Специфические заключаются в использовании вакцин, при их наличии. При их введении у человека формируется как правило пожизненный иммунитет (вакцина от кори, краснухи, эпидемического паротита, ветряной оспы, гепатита В). Существует также экстренная профилактика. Ее проводят во время эпидемического подъема заболеваемости. Для экстренной профилактики, например, гриппа применяют противовирусные химиопрепараты: ремантадин (активен только против вирусов типа А), арбидол, амиксин, оксалиновую мазь и др. Используют также интерферон, дибазол, различные индукторы интерферона (например, элеутерококк, продигиозан).
Против многих вирусных инфекций вакцин не существует. В этом случае помогает неспецифическая профилактика. Существуют ряд общих правил:
— соблюдать личную гигиену (мойте руки перед приемом пищи, после использования туалета; не трогайте грязными, немытыми руками нос, глаза, рот).
— обязательно поддерживать здоровый образ жизни с помощью сбалансированного питания, занятий физкультурой, прогулок на свежем воздухе и многое другое.
Но для каждого вируса неспецифическая профилактика своя. Если речь идет о вирусах, передающихся воздушно-капельным путем, то необходимо придерживаться следующих правил:
— надевать маски, причем на больного человека, чтобы исключить попадание в пространство крупных частиц слюны при кашле и чихании, мелкие же частицы она не задерживает;
— тщательно убирать помещения, так как вирус любит теплые и пыльные помещения, поэтому стоит уделить время влажной уборке и проветриванию;
— избегать массовых скоплений людей и воздержаться от походов в общественные места.
Если вирус передается с помощью фекально-орального механизма, например, вирус гепатита А, то необходимо соблюдать следующее:
— употреблять чистую или кипяченую воду;
— мыть фрукты, ягоды, овощи кипяченой водой:
— поливать свой сад и огород проточной водой.
Если вирус передается через кровь, например, вирус гепатита В,С, ВИЧ, то необходимы:
— дезинфекция, стерилизация медицинских изделий;
— обследование доноров крови;
— не употреблять наркотики;
— использовать индивидуальные предметы личной гигиены;
— быть осторожными с маникюром, пирсингом и татуировками, делать это только в профессиональном салоне.
Если вирус передается половым путем, например, ВИЧ, то нужно:
— исключить незащищенные половые контакты, если вы не уверены в своём партнёре;
— использовать барьерные средства контрацепции, если вы не знаете статус своего партнера.
Источник