Все вирусы паразиты

Биология в лицее

Все вирусы паразиты

Неклеточные формы жизни: вирусы

Вирус (лат. virus — яд) — неклеточные структуры с упорядоченной организацией, содержащие генетический материал (ДНК или РНК), упакованный в белковую оболочку, или капсид.

Вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне. Они способны проникать в клетки живых организмов и в них размножаться. Для построения своих новых частиц они используют химические вещества и энергию клетки-хозяина.

Форма вируса (палочковидная, сферическая, нитевидная) зависит от характера взаимодействия нуклеиновой кислоты с белковой оболочкой.

Открытие вируса табачной мазаики в 1892 году Дмитрием Иосифовичем Ивановским, положило начало созданию науки вирусологии. Термин «вирус» был предложен в 1899 году М. Бейеринком.

Вирусы в природе распространены повсеместно. Они паразитируют на всех группах организмов. С вирусной инфекцией связаны многие заболевания человека, в том числе крайне опасные (вирусный гепатит, СПИД, полимиелит, грипп и другие).

Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (внеклеточной) и репродуцирующейся (внутриклеточной).

Вирусы условно делятся на простые и сложные.

  • Простые. В составе таких вирусов только нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) и белок.
  • Сложные. Нуклеотид этих вирусов состоит из белка и только РНК, также они могут содержать липопротеидную мембрану, углеводы и ферменты. К группе сложных вирусов относят так называемые ретровирусы. У них обнаружен такой фермент, как обратная транскриптаза.

Особенности вирусов

1. Тело вируса не имеет клеточного строения. 

2. Вирусы могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток организма хозяина. 

3. В вирусах содержится один тип нуклеиновых кислот — либо РНК, либо ДНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно). Отсутствуют рибосомы.

Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет ни у одной из других форм жизни. У всех живых организмов, кроме вирусов, генетический аппарат состоит из двунитевой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а рибонуклеиновая кислота (РНК), выполняющая в клетках роль переносчика информации, всегда однонитевая.

У вирусов же существуют все возможные варианты устройства генетического аппарата: одно- и двунитевая РНК, одно- и двунитевая ДНК.

При этом и вирусная РНК, и вирусная ДНК могут быть либо линейными, либо замкнутыми в кольцо.

4. Отсутствует обмен веществ. Вирусом используется энергия, получаемая за счет обмена веществ в клетках хозяина. Имеют очень ограниченное число собственных ферментов, используют обмен веществ хозяина, его ферменты, энергию, полученную при обмене веществ в клетках хозяина.

5. Вирусы могут существовать вне клетки хозяина в виде зрелых вироспор («споры» вирусов), в этот период они не обнаруживают никаких признаков жизни.

Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, окруженной белками одного или нескольких типов; некоторые вирусы имеют также липидсодержащую внешнюю оболочку.

Белки вирусов выполняют тот же ряд важнейших функций, что и в клетке, в том числе структурную, транспортную, ферментативную, защитную.

Одной из основных особенностей строения вирусов является белковая оболочка (капсула), в которую заключен генетический материал вируса. При этом вирусы не имеют собственных белоксинтезирующих систем, а используют для этого системы клетки хозяина.

Вирусный белок выполняет защитную роль и весьма важную функцию — он отвечает за прикрепление вируса к поверхности клеток, после чего вирус проникает внутрь клетки и начинает размножаться в ней. Поэтому фрагмент белка, связывающийся с клеточной мембраной, остается неизменным.

В наборе белков на поверхности вируса ВИЧ (gp120) оказались помимо собственно вирусных и белки клеток человека (в виде шипов). Размножается вирус внутри живой клетки и выходит из нее «почкованием», при этом прихватывает фрагмент клеточной оболочки человека. Этим объясняется уникальная способность вируса быть нераспознаваемым иммунным механизмом.

Гемагглютинин — поверхностный белок вируса гриппа, обеспечивающий способность вируса присоединяться к клетке-хозяину.

Нейраминидаза — поверхностный белок вируса гриппа, отвечающий, во-первых, за способность вирусной частицы проникать в клетку, и, во-вторых, за способность вирусных частиц выходить из клетки после размножения.

Нуклеокапсид — генетический материал (РНК) вируса заключенный в белковую оболочку (капсулу).

Как результат присутствия в молекулах нескольких функциональных групп белки обладают высокой реактивной способностью и амфотерными свойствами.

Капсид (уклеокапсид)— это внешняя оболочка вируса, состоящая из белков.

Функции капсида: 

  1. Защита генетического материала (ДНК или РНК) вируса от механических и химических повреждений.
  2. Определение потенциала к заражению клетки.
  3. Прикрепление к клеточной мембране, разрыв мембраны и внедрение в клетку генетического материала вируса.

В заражённой клетке вирус начинает размножаться, используя материал клетки. Белки, составляющие капсид, синтезируются на основе генетического материала вируса. Некоторые типы вирусов, покидая заражённую клетку, отхватывают часть клеточной мембраны и «закутываются» в неё, создавая тем самым дополнительный уровень защиты. 

Капсиды большинства вирусов имеют спиральную или икосаэдрическую симметрию.

В случае спиральной симметрии (например, у вируса табачной мозаики) составные части капсида формируют цилиндр из уложенных по спирали белковых глобул, внутри которого находится генетический материал вируса. В случае икосаэдрической симметрии (например, у многих бактериофагов) образуется квази-сферическая структура капсида.

В случае «закутанного» капсида отдельные части капсида (спирального или икосаэдрического) открыты окружающей среде, в то время как большая часть его скрыта мембраной.

Структурный анализ основных типов капсидов используется в классификации вирусов.

Дополнительная липопротеидная оболочка образована из плазматической мембраны клетки-хозяина и встречается только у сравнительно больших вирусов (грипп, герпес).

Схематичное строение вируса: 1 — сердцевина (однонитчатая РНК); 2 — белковая оболочка (капсид); 3 — дополнительная липопротеидная оболочка; 4 — капсомеры (структурные части капсида)

В отличие от других организмов вирусы не имеют рибосом и ферментов, катализирующих образование макроэргических фосфатов, метаболизм белков, углеводов и жиров.

Вирусы размножаются только внутри зараженных клеток и поэтому относятся к облигатным внутриклеточным паразитам.

Вирусные гены обычно кодируют белки, необходимые для репликации нуклеиновой кислоты и сборки вирусов.

Вироиды — субвирусные инфекционные агенты, возбудители некоторых заболеваний (в первую очередь у растений). Представляют собой высокоструктурированные кольцевые фрагменты РНК, реплицируемые клеточной РНК-полимеразой. Белков вироиды не кодируют. Вироиды были открыты и названы в 1971 году Теодором О. Динером.

Вирусоиды похожи на вироиды, но включены в структуру вируса — помощника и реплицируются только с его помощью.

Прионы (англ. proteinaceous infectious particles — белковые заразные частицы) — особый класс инфекционных агентов, чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (так называемые «медленные инфекции»). 

Человек может заразиться прионами, содержащимися в пище, так как они не разрушаются ферментами пищеварительного тракта.

Беспрепятственно проникая через стенку тонкого кишечника, они в конечном итоге попадают в центральную нервную систему.

Так переносится новый вариант болезни Крейтцфельдта — Якоба, которой люди заражаются после употребления в пищу говядины, содержащей нервную ткань из голов скота, больных бычьей губчатой энцефалопатией (BSE, коровье бешенство).

Мозговое вещество, изъеденное прионом коровьего бешенства. Дырки и обширные пустые участки располагаются на месте бывших нервных клеток

Прионы могут проникать в тело и парентеральным (через внедрение патогенных микроорганизмов в организм человека или животного минуя пищевой тракт (через кровяное русло, кожу, конъюнктиву глаза, подкожно, внутримышечно, внутрибрюшинно) путем.

Были описаны случаи заражения при внутримышечном введении препаратов, изготовленных из человеческих гипофизов (главным образом гормоны роста для лечения карликовости), а также заражение мозга инструментами при нейрохирургических операциях, поскольку прионы устойчивы к применяемым в настоящее время термическим и химическим методам стерилизации.

Ретровирусы — это вирусы с необычным способом репликации генетического материала. Для цикла репродукции этого большого семейства вирусов характерен обратный поток генетической информации: вместо обычной транскрипции (т.

е. переписывания) дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в рибонуклеиновую кислоту (РНК), как это происходит в клетке при реализации генетической информации, их геномная РНК переписывается в ДНК (обратная транскрипция).

 

Ретровирусы (лат. retro — обратно, назад и virus — яд) — РНК — содержащие вирусы, цикл размножения которой проходит через стадию двухцепочечной ДНК. В каждой вирусной частице имеются две копии вируса.

В составе генома помимо генов, кодирующих структуру белков капсида, имеется ген, кодирующий фермент обратную транскриптазу, который осуществляет синтез ДНК на РНК.

Обратная транскриптаза вместе с РНК упаковывается в вирусную частицу.

В цитоплазме клетки-хозяина фермент превращает одноцепочечную РНК в двухцепочечную ДНК, которая встраивается в геном хозяина. Провирусная ДНК транскрибируется как матрица для синтеза вирусных белков и в качестве генома при упаковке вирусных частиц.

Члены семейства ретровирусов вызывают ряд тяжелых заболеваний животных и человека. К наиболее изученным вирусам относятся вирусы лейкемии птиц, мышей, кошек и приматов, а также вирусы иммунодефицита кошек, обезьян и человека. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) вызвал пандемию ВИЧ-инфекции и СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита) во всем мире.

Первый Lentivirinae (lente — медленно) — ленивый ретровирус был открыт в 1904 году, когда французы А. Балле и А. Карре обнаружили фильтрующийся агент — вирус инфекционной анемии лошадей. Затем были открыты другие лентивирусные инфекции сельскохозяйственных животных.

Типичными лентивирусами являются давно изученые вирус висны у овец, кошачий вирус иммунодефицита, вирус артрита у коз. Кроме сходства по своему строению эти вирусы вызывают однотипные патологии. Например, заражение овец вирусом висны приводит к длительному хроническому заболеванию, которое тянется порой до 2 и более лет.

Но затем, также как и при инфицировании ВИЧ, неизбежно наступает летальный исход.

ВИЧ-1 и ВИЧ-2 — единственные патогенные для человека представители подсемейства Lentivirinae.

Говоря о медленном течении лентивирусных инфекций, их обычно сравнивают с острыми вирусными инфекциями (например, с гриппом), но не с инфекциями, вызываемыми другими ретровирусами.

В то же время клиническая картина острой лихорадочной фазы ВИЧ-инфекции напоминает проявления многих классических острых инфекций.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/virusy/0-793

Неклеточная форма жизни — вирусы — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс)

Все вирусы паразиты

Вирусы не имеют клеточного строения. Они представляют собой простейшую форму жизни на нашей планете. Вирусы — переходная форма между живой и неживой материей. Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

Вирусы — это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют никаких свойств живого (не растут, не питаются, не вырабатывают энергии, у них нет обмена веществ).

От неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами:

  • способны воспроизводить себе подобные формы (размножаться);
  • обладают наследственностью и изменчивостью.

Устроены вирусы очень просто. Они состоят из генетического материала (РНК или ДНК), заключённого в белковую оболочку, которую называют капсид.

Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю деятельность клетки на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков.

Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц.

В конечном итоге клетка гибнет, оболочка её лопается, и вирусы выходят из клетки хозяина.

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Большинство учёных предполагает, что вирусы представляют собой клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили всё, без чего «можно обойтись», за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки.

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания: у животных — ящур, чуму свиней и птиц, бешенство и др.; у растений — мозаичную болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость и др. Вирусными заболеваниями человека являются также грипп, корь, краснуха, гепатит, ветряная оспа, бешенство, герпес, СПИД и многие другие.

СПИД — вирусное заболевание

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД), впервые был выделен в США в \(1981\) г. К \(2000\) г. число инфицированных этим вирусом уже превысило \(30\) млн человек.

ВИЧ инфицирует и уничтожает лейкоциты, в том числе так называемые лимфоциты-хелперы, которые обеспечивают формирование иммунитета человека.

В результате иммунная система разрушается, лимфоциты перестают узнавать чужеродные белки и болезнетворные бактерии, попадающие в организм, и человек становится уязвимым для любых инфекционных заболеваний.

Ежегодно у \(1\)–\(2\) % ВИЧ-инфицированных развивается СПИД. Больные СПИДом подвержены различным бактериальным, вирусным и грибковым инфекциям, которые и становятся причиной их смерти.

Более \(60\) % заболевших СПИДом погибают от пневмонии, с которой обычно успешно справляется иммунная система здорового человека.

Пути передачи и профилактика СПИДа

Обычно ВИЧ передаётся вместе с кровью или спермой. В \(90\) % случаев заражение происходит при половом контакте, при этом риск заражения увеличивается пропорционально увеличению числа половых партнёров. Многократное использование одного и того же шприца приводит к быстрому распространению вируса среди наркоманов.

ВИЧ может попасть в организм человека при контакте с кровью больного, например при обработке ран. Существует вероятность заражения при переливании крови, не прошедшей тестирование на присутствие ВИЧ.

От ВИЧ-инфицированной матери вирус может через плаценту попасть в кровь плода или передаться новорожденному при кормлении грудным молоком.

Воздушно-капельным путём и при рукопожатии этот вирус не распространяется.

Лучшим способом защиты от СПИДа является соблюдение мер предосторожности:

  • следует избегать случайных половых связей, а при половых контактах изолировать себя от спермы и крови партнёра при помощи презерватива;
  • в больницах, стоматологических клиниках, поликлиниках и косметических салонах необходимо использовать одноразовые шприцы, а инструменты многоразового применения тщательно стерилизовать, соблюдая все необходимые условия;
  • донорскую кровь следует проверять на наличие антител к ВИЧ.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

Сивоглазов В. И., Агафонова И. Б., Захарова Е. Т. Биология 10–11 класс // ДРОФА.

Иллюстрации:

http://ours-nature.ru/lib/b/book/2112180390/18

Источник: https://www.yaklass.ru/p/biologia/obschie-biologicheskie-zakonomernosti/biologiia-kak-nauka-16129/sushchnost-zhizni-i-svoistva-zhivogo-urovni-organizatcii-zhivoi-prirody-16132/re-70f551a6-0097-4dd8-8c6d-f7e2f52b1b4a

Вирусы. Раскрась вирусные частицы

Все вирусы паразиты

«Ну вот опять подцепил вирус!» Так, пристально всматриваясь в шкалу горячего градусника, родители сообщают нам о существовании этих загадочных мелких пакостников. Помимо досады, в голосе взрослых читаются тревожные нотки.

Наверно, не всякий родитель знает, что слово «вирус» с латыни переводится как «яд», но все точно слышали о великих эпидемиях прошлого и смертельных угрозах, таящихся в современных мегаполисах, — о гриппе, гепатите, СПИДе…

Так что же это за существа или вещества такие — вирусы? И все ли они так страшны?

Вообще, вирусы прекрасны. Они прекрасно выглядят и прекрасно приспособлены к использованию в своих целях любых живых организмов: животных, растений, грибов, простейших, бактерий и архей. И даже неклеточных созданий, братьев-вирусов.

Вирусы — это паразиты, которые не могут размножаться вне живых клеток. Окружающая среда по отношению к ним недружелюбна, и в ней они в виде ничего не делающих частиц коротают время до встречи с подходящей клеткой-хозяином.

Вирусные частицы, или вирионы, не относят к живым организмам, потому что они не имеют клеточного строения, не могут обеспечивать себя энергией и производить белки для построения своих частиц.

А вот бактерии, которые тоже часто на ком-то паразитируют, всё это умеют и потому с полным правом считаются живыми существами.

Отличаются ли вирусы от бактерий размерами?

Впервые устройство вирусной частицы изучили в середине 20 века на примере простого палочковидного вируса растений — вируса табачной мозаики.

Но то, что в пятнистости табака повинен какой-то небактериальный агент, заподозрили еще в конце 19 века: «инфекционное начало» свободно проходило через мельчайшие на тот момент сита — бактериальные фильтры.

Если среднюю бактерию можно легко рассмотреть с помощью светового микроскопа, то средний вирус — только с помощью электронного, потому что вирусы чуть ли не в 100 раз мельче бактерий.

А мы и бактерий-то невооруженным глазом не можем увидеть! Но есть и гигантские вирусы, догнавшие-таки бактерий по размеру: у вирусов амеб размер может достигать нескольких сотен нанометров (мега- и мимивирусы) и даже полутора микрометров (питовирусы). На таких вирусах могут паразитировать вирусы помельче.

Вирус табачной мозаики и аденовирус.

Бактериофаг Т2.

Как вирусы устроены?

В простейшем случае вирус состоит из генома (одно- или двухцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты) и белковой оболочки. Если оболочки нет, то объект не дотягивает до звания вируса и довольствуется именем вироид.

Нуклеиновая кислота — ДНК или РНК — кодирует необходимые для размножения вируса белки. У одних вирусов геном содержит инструкции для построения всего парочки белков, у других — двух тысяч и более.

Белковая оболочка, или капсид, защищает нуклеиновую кислоту от повреждений и состоит из нескольких повторяющихся деталей — капсомеров, которые, в свою очередь, построены из молекул одного или нескольких типов белка.

Капсид может иметь форму икосаэдра (двадцатигранника, но не всегда правильного), нити или палочки, а может сочетать разные формы: например, у большинства вирусов бактерий — бактериофагов — икосаэдрическая «головка» насажена, как эскимо, на палочковидный полый отросток [1].

Но далеко не все вирусы устроены так просто: некоторые покрываются сверху дополнительной, сворованной у хозяина и слегка измененной липидной мембраной, нашпигованной хозяйскими и вирусными белками — они очень полезны для инфицирования новых клеток. Так делают, например, вирусы гриппа и иммунодефицита человека (ВИЧ).

Совсем сложные вирусы, например, вирус осповакцины или мимивирус, могут похвастать многослойной «одеждой». Они способны перетаскивать в своих частицах много полезных молекул — ферментов и факторов, необходимых для построения новых вирионов.

Большинство же вирусов вынуждено полагаться только на хозяйскую систему синтеза белка.

Вирус осповакцины и вирус Pf1.

Фаг ФХ174 и вирус гриппа.

Как вирусы размножаются?

Если живая клетка размножается делением, то вирус многократно копирует свои «запчасти» в пораженной клетке. Любая клетка любого организма ему не подходит — нужна особенная, которую вирус узнает по специальным молекулам на клеточной поверхности, рецепторам.

Поэтому человеку не страшны многие вирусы других млекопитающих, а ВИЧ может начать свою подрывную деятельность только после контакта с конкретными клетками иммунной системы.

Когда долгожданная встреча происходит, вирус проникает в клетку через повреждения (так любят делать вирусы растений) либо путем слияния своей внешней оболочки с клеточной мембраной, а может впрыскивать, как шприцем, свой геном через клеточную стенку (так поступает большинство бактериофагов) либо заглатываться самόй клеткой, не заметившей подвоха.

Схема жизненного цикла вируса.

В клетке вирус полностью или частично «раздевается». Если геном вируса представлен ДНК, то процесс его копирования, или репликации, происходит в клеточном ядре. Большинство вирусов уже с этого этапа начинает эксплуатировать чужие, хозяйские ферменты.

Чтобы наработать другие компоненты вириона, необходимо переписать информацию, содержащуюся в ДНК, немного другим языком.

Начинается транскрипция: по копиям ДНК синтезируются нити РНК — посредники, которые будут передавать (транслировать) хранящиеся в ДНК инструкции клеточным машинам, производящим белок. Только на основе таких посредников могут строиться белки.

Происходит это уже в цитоплазме и, конечно, на хозяйском оборудовании — рибосомах. То есть вирус вынуждает клетку работать только на него и жертвовать своими потребностями. Клетка страдает от дефицита собственных и наработки чужих веществ и даже может покончить с собой.

Но и без того участь ее незавидна. Новые компоненты вирусного капсида связываются с новыми молекулами нуклеиновой кислоты — происходит самосборка вирионов, которые могут по-партизански отпочковаться от клетки, укутавшись ее мембраной, а могут выскочить в едином лихом порыве, и покалеченная клетка лопнет (лизируется).

Хитрее поступают ретровирусы: они могут существовать в клетке в форме провируса, встроенного в хозяйский геном. Провирус копируется как часть хозяйской ДНК и передается потомкам зараженной клетки. Геном ретровирусов, включая ВИЧ, представлен РНК.

В подходящих клетках ВИЧ первым делом синтезирует по исходной РНК ДНК, потому что иначе никак нельзя встроиться в ДНКовый геном хозяина. Мало кто, кроме ретровирусов, способен на такой подвиг: обычный путь передачи информации — от ДНК к РНК [2].

Поэтому процесс переписывания информации «наоборот» называют обратной транскрипцией.

По провирусной ДНК рано или поздно начинает синтезироваться РНК, запускается фабрика по производству новых частиц, которые отпочковываются от материнской клетки в поисках новых жертв, и ВИЧ-инфекция без лечения постепенно прогрессирует до стадии СПИДа [3].

Самые предусмотрительные вирусы затаиваются «наглухо», пока не почувствуют, что настал подходящий момент для активного размножения. Таковы, например, герпесвирусы и некоторые бактериофаги. Некоторые из них так и не успевают пробудиться.

А вирусы вирусов вообще редко вредят своим «хозяевам». Да и хозяевами-то вирусы назвать сложно. Просто их фабриками по производству вирионов начинают без спроса пользоваться вирусы-приживалы. Правда, отдельные виды — вирофаги — могут способствовать выживанию клеток, страдающих от этих самых «хозяев» [4].

Все ли вирусы — злодеи?

Люди боятся и не любят вирусы за то, что те вызывают тяжелые, иногда смертельные болезни, от которых практически нет лекарств: сложно, не повредив клетку, убить засевшего в ней паразита, который не делает почти ничего сам, а пользуется обычными клеточными системами. Многие вирусы умеют искусно уходить от иммунного надзора, превращаясь в медленных убийц.

Они вызывают хронические инфекции, иногда скрытые, которые десятилетиями никак не проявляются, но исподволь готовят почву, например, для развития рака. И всё же человек, накопив нужное количество знаний, научился бороться с некоторыми из самых опасных вирусов — с помощью прививок [5].

К сожалению, привиться от всех тяжелых вирусных болезней пока нельзя, потому что многие вирусы очень изменчивы.

От вирусов страдает не только человек, но и животные, и растения.

Однако такие сложные живые организмы сталкивались с вирусами уже с момента своего возникновения и потому приспособились к совместному сосуществованию с большинством из них.

Да и вирусу, как правило, незачем убивать хозяев — тогда ведь придется всё время искать новых, и если в скученных бактериальных сообществах это не так уж и сложно, то вот в человеческих…

С большинством вирусов прекрасно справляются защитные системы нашего организма, поэтому для лечения нетяжелых кишечных расстройств и «простуд», вызываемых разнообразными агентами, ничего особенного даже и изобретать не стали. Пока ищешь истинного виновника, человек уже выздоравливает.

Более того, вирусы могут быть и нашими союзниками: на примере вирусов биологи изучают разные молекулярные процессы, их же используют для генной инженерии; в то же время бактериофаги умеют расправляться с болезнетворными бактериями [6], а некоторые «спящие» герпесвирусы, возможно, способны защищать от заражения… чумой.

Но если отвлечься от добрых и злых, с точки зрения человека, дел вирусов, то нужно признать, что на этих невидимках во многом держится наш мир: они переносят свои и чужие гены от организма к организму, увеличивая генетическое разнообразие, регулируют численность сообществ живых существ и просто необходимы для круговорота биогенных элементов, ведь вирусы — самые многочисленные биообъекты на нашей планете.

Полноформатную раскраску можно скачать по этой ссылке.

Источник: https://biomolecula.ru/articles/virusy-raskras-virusnye-chastitsy

Паразиты: какова природа вирусов и почему они возникают все чаще

Все вирусы паразиты

Коронавирус становится поводом пошутить над незнакомцем, ему посвящают мемы, о нем слагают песни. Вирус проникает не только в организмы живых существ, но и в поп-культуру. Однако пройдет время, и о нем все забудут, как когда-то перестали говорить о вирусе Эбола, атипичной пневмонии и оспе.

Север Туркмении, 1980-е годы. В Средней Азии возникла вспышка ранее неизвестного вируса. Обстановка сложная и напряженная. Вирус передается через зараженную воду. Из-за ее употребления количество заболевших резко растет. В большинстве случаев болезнь протекает относительно благополучно, но ужас в том, что умирают в основном женщины в третьем триместре беременности.

Начались всесторонние исследования, во время которых был открыт вирус гепатита Е. Его основное проявление — «желтуха». Сейчас появилась вакцина и различные методы профилактики этой инфекции. Тогда в эпицентре событий работал эпидемиолог Михаил Фаворов.

Михаил Фаворов,
эпидемиолог, доктор медицинских наук

«Я многократно бывал в центре эпидемических вспышек — в Африке, Азии, Индии. Но та, в городе Дашогуз на севере Туркмении, была, пожалуй, одной из самых тяжелых и напряженных. Помню, мы развернули 30-коечную реанимацию для тяжелобольных беременных. Такая эпидемия напоминает ситуацию во время войны, только война — это эпидемия травматизма, а здесь борьба происходит с невидимым врагом».

Сегодня Михаил Фаворов живет в США, занимает пост президента компании DiaPrep System Inc и продолжает активно работать в области диагностики, контроля и профилактики инфекционных заболеваний.

История болезни

Вирус — простейшая форма жизни. Принято считать, что если он находится внутри человека или животного, то становится живым существом — размножается и обменивается информацией. Но когда вирус находится вне организма, он считается неживым. О вирусах мы узнали сравнительно недавно, около 100 лет назад.

Микробиолог Дмитрий Ивановский опубликовал исследование о существовании некой субстанции, которая проходит через фильтры, задерживающие бактерии, и назвал ее вирусом. В то время как чума человечеству известна многие тысячелетия, у нее другая природа — она вызывается бактериями, которые являются более сложным и крупным организмом.

Ее распространение было связано с низким уровнем жизни и плохой гигиеной. Процент летальности достигал 25%, то есть при легочной форме погибал каждый четвертый.

Кадр из сериала «Дождь»

© imdb

Среди вирусных инфекций самой страшной была оспа, которая затронула все страны мира. Вызывалась она вирусом натуральной оспы. Вакцину удалось изобрести благодаря случайному знакомству с коровьей оспой. Вирус животных, которые выступали переносчиками, вводили в организм человека, но вакцинированные не заболевали человеческой формой болезни: организм защищали антитела введенного вируса.

Уникальность натуральной оспы в том, что это антропонозный вирус — им болели только люди. Поэтому, когда произвели вакцину, оспу удалось искоренить. В 1950-х годах в Африке были вакцинированы последние контактировавшие с больными, а с 1978 года вирус был полностью ликвидирован.

Оспа исчезает, когда у последнего заболевшего появляются антитела, — он выздоравливает и перестает быть переносчиком.

Другое дело, что основная часть вирусов зоонозна, то есть переносится от животных к людям, и полностью искоренить такой вирус вряд ли удастся. Первая его передача от животного к человеку называется кроссвидовым переходом.

Так, всем известный вирус гриппа сначала переносили птицы, и только во время Первой мировой войны случился переход на человеческую популяцию, вызвавший эпидемию «испанки», в результате которой умерли десятки миллионов людей.

За последние 20 лет мы наблюдаем уже третью попытку перехода коронавируса на человека. Вакцина, конечно, будет найдена, считает Михаил Фаворов, но не стоит ждать, что «переходы» коронавируса и других зоонозных инфекций прекратятся даже при совершенствовании медицины.

Рецепты с летучей мышью

«Взять одну летучую мышь, варить в кипящем кокосовом молоке около 15 минут с зеленым луком, морковью и специями» — так звучит рецепт апокалиптичного супа, одного из множества китайских деликатесов. Летучие мыши в Китае продаются засушенными и используются в качестве средства альтернативной медицины.

Именно эти существа стали причиной возникновения вспышки эпидемии SARS (атипичной пневмонии) в 2003-м, лихорадки вируса Эбола в 2014-м и коронавируса COVID-19. Фильм Стивена Содерберга «Заражение» прекрасно проиллюстрировал цепочку случайностей, которая привела к эпидемии, похожей на вспышку смертельного вируса Нипах в Малайзии в конце 1990-х годов.

Все началось также с летучей мыши, вирус перешел на свиней, а затем на человека.

«Вспышка эпидемий — это не просто случайность, а стечение обстоятельств, — рассказывает Михаил Фаворов. — И все они вызваны изменениями в окружающей среде. Человечество, ранее никогда не контактировавшее с летучими мышами достаточно близко, вдруг полезло в пещеру, изловило их.

Затем мышей принесли в какое-то место, обработали, возможно, люди даже спали с ними в одном помещении. Зоонозные инфекции обычно передаются при двух условиях: большая доза патогена и достаточно близкий контакт. Еще одним стимулом может быть то, что в этом году у мышей была так называемая эпизоотия — вспышка инфекции.

А это значит, что на человека попала большая доза — миллионы вирусных частиц. Среди этих частиц всегда находится вариация, которая прикрепляется на рецептор в человеческом организме и попадает внутрь клетки.

Причем первый контакт самый тяжелый и часто приводит к гибели первого заразившегося, потому что все системы и ферменты другие, вирус совершенно не приспособлен к человеку и быстро ведет к разрушению организма. Сами же мыши не болеют, а служат только переносчиками».

Кадр из сериала «Вирус»

© imdb

Тепло наших тел

По уровню плотности населения Китай и Индия превосходят все остальные регионы планеты, а разнообразие видов животных в Африке настолько велико, что большинство из нас вряд ли догадываются о существовании некоторых из них, например окапи, виверр, руконожек.

Как редкие животные, так и плотность населения становятся дополнительными стимулами высокой скорости распространения заражения. Вирусы не поражают отдельно китайцев или представителей других наций, вирусы аполитичны и не имеют вероисповедания. Они умеют приспосабливаться к любым изменениям среды не хуже человека.

Все, что им нужно, — тепло наших тел и, возможно, определенные рецепторы.

Коронавирус можно назвать в некотором роде эйджистским — болезнь в единичных случаях затрагивает детей, а умирают в основном пожилые люди. Одна из теорий, выдвинутая экспертами, говорит о том, что существует некий рецептор, который появляется только у взрослых.

Этот «предательский» рецептор помогает вирусам прикрепиться к клетке в большом объеме. Но это пока только гипотеза, и, чтобы подтвердить ее, нужно проделать огромную работу по изучению вирусов. Их структура сложна и многообразна.

Вирусы различаются по форме, по механизму репликации (поражения организма), но самая большая разница в том, что часть вирусов обладает основной нуклеиновой кислотой — ДНК, а другая часть содержит РНК.

Это две разные «природы», и разница между ними гораздо больше, чем между слонами и бактериями — и те и другие хотя бы имеют клетки, которые содержат ДНК.

Вспышка эпидемий — это не просто случайность, а стечение обстоятельств.

Каждый вирус обладает своей особенностью, которую он использует для паразитирования на живом существе, и от этого взаимодействия зависит, к чему приведет заболевание.

Если вирус «наш», антропонозный, то глобальных эпидемий он, как правило, не вызывает (за редким исключением той же оспы). Он вызывает болезнь, которая приводит, например, к хроническому заболеванию, как в случае гепатита B и ВИЧ.

Если вирус зоонозный, то он так или иначе приводит к вспышке эпидемии.

Защита

Все закрыто: рынки, магазины, метро. Остановки общественного транспорта абсолютно пусты. По тротуарам проплывает только мусор, гонимый ветром, исчезающий в желтоватой дымке. Странно, если учесть, что в городе проживают миллионы человек.

Изредка на улице появляются люди в респираторных масках, некоторые сделаны из подручных средств.

Однажды увидев такую картину, вряд ли возможно спутать с чем-то эпицентр распространения респираторного заболевания, и защищаться надо незамедлительно.

«Способы защиты от вируса в глобальном и локальном смысле зависят от того, как распространяется вирус и какова его природа, — объясняет Михаил Фаворов. — Во время вспышки гепатита Е вирус передавался через воду, так что целесообразным было прекратить любой контакт с водой.

Когда происходит респираторная вспышка, как сейчас, то ее сложнее контролировать. Китайцы поступили очень грамотно: они изолировали многомиллионный город. Это древний проверенный метод борьбы с эпидемией, который был найден еще в Средние века, когда боролись с чумой.

Нужно ждать, пока люди переболеют или «проиммунизируются», — вирус имеет свойство приспосабливаться и перестает подавать симптомы, в то время как организм человека вырабатывает против него антитела.

Когда людей с антителами будет более 30%, то можно говорить о том, что эпидемия скоро закончится».

Чтобы обезопасить себя и свою семью во время респираторной эпидемии, главное — находиться на расстоянии не ближе 2 м от заболевшего, чихающего или кашляющего человека, мыть руки каждые два часа, проветривать помещения, минимально контактировать с людьми.

«Респираторная маска вполне может защитить, но проблема в том, что надежна она всего 20 минут», — напоминает Фаворов.

Кадр из фильма «Парень из пузыря»

© kinopoisk.ru

Гонка вооружений

История человечества насчитывает десятки тысяч кровавых войн, но самые страшные по потерям, пожалуй, — войны с паразитами. По некоторым данным, от чумы умерло больше людей, чем в результате всех войн, вместе взятых, — около 186 млн человек. От одной Юстиниановой чумы, первой зарегистрированной в истории, погибли 100 млн человек.

Разработка защиты от биологической угрозы требует больших затрат, поэтому вакцины создаются только для тех вирусов, которые представляют реальную опасность. Более того, к некоторым вакцинам вирусы привыкают, становятся устойчивыми и меняют свою структуру, поэтому человечеству приходится постоянно быть начеку и придумывать что-то новое.

Респираторная маска вполне может защитить, но проблема в том, что надежна она всего 20 минут.

В микробиологии это называют гонкой вооружений между вирусом и человеком — когда вирус привыкает, а человек разрабатывает более изощренный вид вакцины. Это можно отнести к вирусу гриппа, способному постоянно изменять свои антигенные структуры, ускользая от иммунитета или вакцины.

Например, изначально был грипп А, от которого была изобретена вакцина. Но микроскопические существа, точнее их нуклеиновые кислоты, подобрали ключ к существованию в организме. Так появился грипп типа В. Но далеко не все вирусы могут «декодировать» вакцину.

Например, вирус кори, к которому есть вакцина, не меняется столетиями и не может выжить в организме при наличии антител.

Высшая цель

На уроках биологии нам говорили, что жизнь — это способ существования нуклеиновых кислот. Один из вариантов существования нуклеиновых кислот — это вирусы, которые живут на других организмах. Они совершенно не заботятся о нашем благополучии, они пытаются приспособиться, как и все живые существа на планете.

Единственное, за что стоит их благодарить, — эволюционное совершенство иммунной системы человека. Веками, когда появлялось какое-либо заражение, организм человека вырабатывал антитела и формировал клеточный иммунитет. Все знают, что если держать человека в стерильной среде, а потом выпустить на улицу, он вскоре умрет, потому что у него не будет механизма выработки защиты.

Но это не цель существования вирусов, скорее побочный эффект.

Кадр из фильма «Эпидемия»

© imdb

Прогнозировать возникновение вспышек вирусов еще сложнее, чем рассуждать о высших смыслах. Это всегда уникальная ситуация, которая происходит в результате изменения состояния окружающей среды, при которой человек попадает в новые условия взаимодействия с другими видами животных.

А сегодня антропогенное воздействие на окружающую среду достигло абсолютно несопоставимых масштабов по сравнению с предыдущими поколениями, к тому же человек как вид постоянно растет.

У ученых есть возможность наблюдать за попытками вирусов совершить кроссвидовой переход благодаря лабораторным методам слежения. Врачи ликвидировали оспу и почти победили вирус полиомиелита — это внушает надежду, что с новым вирусом можно будет хотя бы договориться.

Как бы ни сложились эти взаимоотношения, стоит помнить: пока человек будет существовать как вид, всегда найдутся те, кто захочет на нем паразитировать.

Как защититься от коронавируса? Узнайте здесь. 

Источник: https://style.rbc.ru/life/5e4e841b9a79474bcc17b7b0

ЭффектЛечения
Добавить комментарий