Auksinis amžiaus virusų

Auksinis amžiaus virusų

Aleksejus Rzheševskis
"Populiariausi mechanika" №9, 2015

Koronavirusas, kuris neseniai pasirodė Pietų Korėjoje, nustebino Pietų Korėjos valdžios institucijas ir privertė juos imtis skubių epidemiologinių priemonių. PSO generalinis direktorius Margaret Chenas buvo priverstas teigti, kad "naujas koronavirusas yra grėsmė visam pasauliui". Ir šie žodžiai taikomi ne tik MERS, bet ir kitoms naujoms ir nežinomoms infekcijoms.

Daroma prielaida, kad bendras viruso dalelių skaičius yra didesnis už visų žemės organizmo ląstelių skaičių. Virusas mus supa visur gamtoje, ir kiekvienoje gyvo organizmo ląstelėje yra praeities susitikimų su jais pėdsakai.

Genetinė virusų įvairovė, jų gebėjimas keistis ir prisitaikyti yra nuostabi. Prieš milijonus metų evoliucija dalyvavo genomo retroelementai ir retrovirusai, veikiantys kaip genetinis rezervuaras kuriant naujus genus ir apsunkinant rūšis. Ir dabar virusai gali veikti kaip vienas iš "evoliucijos priemonių", reguliuojančių gyventojų dydį ir gyvybingumą.

Iš rašytinių šaltinių mes žinome apie pirmąsias virusines epidemijas, atsiradusias senovės Graikijoje 430 m. Pr. Kr. ir Romoje 166 m.Kai kurie virusologai teigia, kad pirmoji raupų epidemija, užregistruota šaltiniuose, galėjo įvykti Romoje. Tada iš nežinomos mirtinos ligos visoje Romos imperijoje buvo nužudyti keli milijonai žmonių.

Nuo to laiko Europos žemynas buvo nuolat naikinantis epidemijas, pirmiausia maras, cholerą ir raupus. Epidemijos staiga atsiranda viena po kitos kartu su žmonėmis, keliaujančiais dideliais atstumais, nuniokojusiais visais miestais. Ir kaip staiga jie sustojo, neatrodydami šimtus metų.

Veislės virusas tapo pirmuoju žinomu infekciniu nešėja, keliančiu grėsmę visai žmonijai. Pradėdamas savo "juodą" procesiją visame pasaulyje prieš 2000 metų, jis įnešė į savo kapą didžiulį skaičių žmonių visuose žemynuose ir egzistavo iki 1980 m., Kol žmonija per bendras pastangas nugalėjo jį. Šiandien šis virusas yra griežtai kontroliuojamas dviem laboratorijomis Rusijoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose.

Žvilgsnio srityje mokslininkai virusai buvo XVIII a. Pradžioje. Tada Europos gydytojai susidomėjo nevalingos vakcinacijos reiškiniu, kai žmonės, kurie buvo užkrėstos švelnaus varpos, nebuvo jautrūs raupai, ty žmonėms.Šio klausimo proveržis įvyko 1796 m., Kai anglų daktaras ir mokslininkas Edwardas Jenneris viešai gamino pirmąją raupų vakciną.

1892 m. Buvo aprašytas pirmasis virusas. Viruso atradėjo pavadinimas teisingai priklauso Rusijos mikrobiologui Dmitrijam Iosifovičui Ivanovskyi, kuris XIX a. Pabaigoje sugebėjo apibūdinti virusą, kuris sukėlė tabako augalo mozaikinę ligą. Po šio atradimo prasidėjo lavinos tipo virusų tyrimas, kuris niekada nustoja stebinti mus ir pristatyti netikėtus netikėtumus.

Kaip veikia virusas?

Lotyniškas žodis virusas reiškia nuodus. Pilna viruso dalelė, virionas, susideda iš baltymų sluoksnio, kapsido ir vidinio turinio: keletas specialių baltymų ir nukleorūgščių, koduojančių virusinius genus.

Visi virusai paprastai suskirstomi į dvi dideles grupes pagal jų nukleorūgšties tipą: DNR ir RNR virusus. Praktiniu požiūriu RNR turinčių virusų grupė mums labiausiai rūpi, nes jie yra labiausiai pavojingi šiandieniniai infekciniai veiksniai: gripo virusas, koronavirusai ir sudėtingiausias visų virusų, ŽIV.

ŽIV viriono struktūra

Virusai neturi gyvenimo požymių, kol jie neatitinka šeimininko ląstelių. Šio susitikimo metu susidaro virusų ląstelių kompleksas, galintis gyventi ir gaminti naujus virionus.

Glikoproteinai. Su jų pagalba virusas prideda CD4 receptorių ant limfocitų paviršiaus.

Supercapsidas. Fosfolipidinė dvisluoksnė membrana, paimta iš ląstelės šeimininko, iš kurios virusas užaugo.

RNR. Du identiški temai, kuriuose yra užprogramuota visa genetinė informacija apie virusą.

Capsid. Proteininė talpyklė, susidedanti iš sutrumpinto kūgio formos, kurioje saugomos RNR ir svarbiausi fermentai: atvirkštinė transkriptazė, integrazė, proteazė.

Atvirkštinė transkriptazė. Fermentas, kuris pakeičia viruso RNR matricos ląstelės šeimininko DNR. Tai vadinama atvirkščia, nes daugeliu atvejų RNR sintetina DNR šabloną, o ne atvirkščiai.

Beveik visi mokslui žinomi virusai turi savo specifinį tikslą gyvuoju organizmu – specifiniu receptoriumi ląstelės paviršiuje, prie kurio jie pritvirtinti. Šis mechanizmas tiksliai nustato, kurioms ląstelėms virusas bus paveiktas. Pavyzdžiui, poliomielito virusas gali prisijungti prie neuronų ir hepatito viruso prie kepenų ląstelių. Imunodeficito virusas nukreiptas į daugybę ląstelių.Visų pirma, tai yra imuninės sistemos ląstelės (T-limfocitų pagalbinės ląstelės, makrofagai). Be eozinofilų ir timocitų (leukocitų porūšių), dendritinių ląstelių, astrocitų (pagalbinių nervų audinio ląstelių tipo) ir kitų ląstelių, kurių membranoje yra specifinis receptorių CD4 ir CXCR4-koreceptorius. Beveik visi jie yra tiesiogiai susiję su imunine sistema.

Kaip veikia imunitetas?

Idealiu atveju sveikas organizmas turi labai patikimą daugiapakopę apsaugą nuo visų "pašaliečių" įsiskverbimo. Dėl savo aprašymo ir stenogramos įvairiais laikais, pradedant 1901 m., Buvo skirtos šešios Nobelio premijos.

Kai virusas prasiskverbia viduje, jau imuninių ląstelių gleivinėje, makrofagai (graikų "maitintuvai") sugeria kai kurias viruso daleles. Šios ląstelės sugeba ir virškinti bakterijas, negyvas ląsteles ir kitas sveikas daleles, įskaitant virionus.

Profesija – "Eater"

Žmogaus fagocitai yra suskirstyti į dvi klases, kurios vadinamos "profesionaliais" ir "neprofesionaliais". Profesionalūs fagocitai yra aktyvesni ir turi receptorius, kurie leidžia atskirti "jų" ir "svetimų".Profesionalūs fagocitai apima makrofagus.

Kai virusas patenka į kraują, leukocitai, įskaitant jų tris pagrindinius tipus: T-pagalbininkai, B-limfocitai ir T-killers, eina į mūšį su juo. T helperis (iš anglų pagalbininko – pagalbininkas), naudojant CD4 receptorius, atpažįsta antigenus – vadinamas bet kuriomis molekulėmis, kurios gali susieti antikūnus. Pavadinimas "antigenas" kilęs iš žodžių "antikūnas" ir "generatorius". Tokios molekulės yra virusinių dalelių sudėtyje.

T-padėjėjai duoda stimuliuojantį signalą virusų "žudikams" – B limfocitams ir T-žudikams, jiems perduodant antigenus. Aktyvinti B limfocitai sudaro antikūnus, kuriuose yra laisvų virusų antigenų ir juos jungiasi. Tandemo viruso antikūnas yra užfiksuotas ir sunaikinamas makrofagų. "T-killer" tikslai yra viruso nukentėjusio kūno ląstelės. Šie limfocitai atlieka lizę, tai yra, pažeistų ląstelių ištirpinimą naudojant specialius fermentus. Paskutiniame imuninio atsako etape T-sulaikantys ląstelės užgesina imuninio atsako aktyvumą, stabdo agresyvų T-žudikių ir B limfocitų veikimą, todėl jie išsklaido ir naikina sveikas ląsteles.

Tuo pačiu metu organizme įdiegiamas dar vienas molekulinės apsaugos mechanizmas: su virusu užkrėstos ląstelės pradeda gaminti specialius baltymus, interferonus, kurie gali palikti ląstelę ir sąveikauti su kaimyninėmis ląstelėmis, mažinti baltymų sintezės lygį ir užkirsti kelią viruso dauginimui. Pažeidžiamas ir virusas, ir ląstelė-šeimininkė, tačiau infekcijos plitimas užblokuotas.

Interferonai skamba signalą

Naudojant interferoną, viruso paveikta ląstelė perduoda perspėjimą kaimynines ląsteles, kad jie būtų pasirengę susitikti su kenksmingais veiksniais. Šis mechanizmas susijęs su visų ląstelių, kurios susiduria su virusu, mirtį, tačiau viruso dauginimas ir tolesnis infekcijos plitimas yra užblokuotas.

Be to, interferonai aktyvina daugybę imuninės sistemos mechanizmų. Interferonas-alfa (IF-α) stimuliuoja leukocitų sintezę, dalyvauja kovoje su virusais ir turi priešvėžinį poveikį. Interferonas-beta (IF-β) gamina jungiamojo audinio ląsteles, fibroblastus ir turi tokį patį poveikį kaip ir IF-α, bet su priešvėžinių vaistų poveikiu. Gama interferonas (IF-γ) sustiprina T-ląstelių, T-helperinių ląstelių ir C08 + T limfocitų gamybą, todėl jis suteikia imunomoduliatoriaus savybę.

Vyrų karalius

Kiekvienas iš mūsų sutiko geros sveikatos žmones, atsparius įvairiems sezoniniams virusams, tokiems kaip SARS ar gripas. Netgi raupų virusas nieko neišgelbėjo be išimties, ir netgi Ebolos karštinė, kuri šiandien siaubia Afrikos žmones, palieka ketvirtadalį užsikrėtusių žmonių.

Ir tik vienos infekcijos atveju imuninė sistema yra bejėgė 100% infekcijos atvejų. Nė vienas iš 50 milijonų žmonių, užsikrėtusių ŽIV, nepraeis nuo seno amžiaus. Galimybės, netgi teorinės, kovoti su ŽIV ir AIDS dar nėra atrastos.

Kovos su ŽIV problema susijusi su keliais veiksniais. Taigi, kartais jam padeda imuninė sistema, o ne kovoti su virusu. Šis reiškinys vadinamas "nuo antikūnų priklausomu infekcijos sustiprėjimu" (ADE): antikūnai, kurie organizme gaminami reaguojant į virusinį išpuolį, palengvina viruso įsiskverbimą į ląstelę, kalbant miniatiūriniams virioniams kaip savotiško vadovo. Dengės ir Ebolos virusai taip pat naudoja panašų virusinį mechanizmą.

1991 m. Ląstelių biologai iš Merilendo, tyrę imuninį atsaką į ŽIV vakciną, atrado antigeninio įspaudimo fenomeną.Paaiškėjo, kad imuninė sistema prisimena tik vieną, pirmąjį ŽIV viruso variantą ir gamina jam specifinius antikūnus. Kai virusas mutavo dėl taškų mutacijų, o tai dažnai ir greitai atsiranda, imuninė sistema tam tikrais atvejais neatsako į šiuos pokyčius, toliau gamindama antikūnus prieš pirmąjį viruso variantą. Kaip teigia daugybė mokslininkų, šis fenomenas yra kliūtis veiksmingai skiepyti nuo ŽIV.

Bet tai ne visi mirtino infekcijos arsenalo gudrybės. Mūsų kūne yra specialių antiretrovirusinių sistemų, kurios turi atsispirti visiems retrovirusams, įskaitant ŽIV (daugiau informacijos apie retrovirusus rasite liepos žurnalo leidime). Šiandien yra dvi tokios sistemos: AID / APOBEC ir TRIM5-α. Tačiau, kaip paaiškėjo, vietoj kovos su ŽIV, šios antivirusinės sistemos tapo jo "globėjais" – jie saugo imunodeficito virusą nuo defektų kopijų ir kitų virusų.

Pagal vieną variantą, priežastis yra ta, kad senovės retroelementai, iš kurių atsirado retrovirusai, evoliucijos procese tapo mūsų genomo dalimi.Todėl "senosios atminties" imuninė sistema gali užkirsti kelią virusams "savo".

Mes pastatėme juos rojus

Galbūt pagrindinis virusų ginklas yra galimybė labai greitai keistis. Visų pirma ŽIV ši nuosavybė yra dėl to, kad fermento atvirkštinės transkriptazės metu kyla klaidų nukopijuojant virusą kūne. Tarsi policija ieško nusikaltimo apie identitikit ir spausdina, bet kiekvieną dieną jis keičia savo išvaizdą. Kiti virusai turi savo kintamumo mechanizmus. Pvz., "Ebola" virusą jiems davė dvidešimt metų, nes jo atradimas pasikeitė visą ketvirtį.

Šiandien ne tik ŽIV yra pavojus žmonijai. Keletas žmonių žino apie pasaulinę epidemiją, kurią sukelia hepatito C virusas. Ji buvo aptikta 1989 m., O dabar pasaulyje yra 150 milijonų žmonių – jos vežėjai. Kiekvienais metais 400 000 žmonių miršta nuo to sukeltų komplikacijų. Netipinė pneumonija, Ebola, paukščių gripas, MERS koronavirusas ir kitos, dar nežinomos infekcijos tam tikromis aplinkybėmis gali sukelti epidemijas su didelėmis žmonių aukomis.

Natūralus "atsarginių dalių" rezervuaras virusams yra didžiulis, ir juos galima sulankstyti į pavojingas formas.Šis procesas vadinamas viruso rekombinacija – virusai keičia savo genus viena su kita, kurdami naujas rūšis. Toks rekombinacija gali atsirasti tiek tarp skirtingos DNR, tiek skirtingos RNR. Be to, genetiškai modifikuota medžiaga yra ne tik virusai, bet ir jų nešėjai – pavyzdžiui, gyvūno ir žmogaus virusas gali prisijungti. Taip pasirodo naujos pavojingos virusų formos.

Bet kodėl šiandien vis dažniau pasirodo nauji virusai? Profesorius Vitalijus Kordiumas, Molekulinės biologijos ir genetikos instituto profesorius, nurodo keletą pagrindinių priežasčių, iš kurių pagrindiniai yra gyventojų artumas, kai yra glaudus ryšys tarp žmonių su daugeliu jų ir galimybė greitai judėti viruso nešėją. Dėl mokslo ir technikos pažangos pavojingos infekcijos vežėjas per kelias dienas gali išplaukti iš vieno žemyno į kitą. Tokia pat pažanga lėmė tai, kad per pastaruosius 70 metų gyventojai vienašališkai migruoja iš kaimų ir mažų miestų į didelius miestus, dėl to atsiranda kompaktiškų daugialypių gyvenviečių.

Akivaizdu, kad mūsų modernus "urbanistikas" gyvenimo būdas vaidina svarbų vaidmenį sparčios virusų evoliucijos procesuose.Žmogus, organizuodamas savo gyvenimą komfortu ir perpjaunant viską pagal jo skonį, staiga pamiršo, kad jis yra paprastas biologines rūšis ir nustojo gyventi pagal gamtos įstatymus. Ir virusai mums tai primena.

MŪSŲ EKSPERTAS
Jevgenijus Komarovskis,
pediatras, infekcija, televizijos laidas:

"Pagrindinis virusų užkrečiamų ligų sunkumas yra tai, kad vaistas turi įsiskverbti į žmogaus kūno ląsteles ir sunaikinti virusą nepažeidžiant pačios ląstelės ir jos kaimynų. Todėl antivirusinių vaistų poveikis paprastai yra skirtas lėtinti viruso reprodukciją ir Imunitetas: geriausia antivirusine strategija yra prevencija.

  1. Skiepijimas. Dėl susilpnėjusio viruso įvedimo į organizmą atsiranda visiškai vertingų antikūnų, apsaugančių žmogų nuo specifinės virusinės infekcijos (tymų, raudonukės, poliomielito, hepatito B, gripo, erkinio encefalito ir kt.).
  2. Užkirsti kelią ar apriboti sąlytį su galimu infekcijos šaltiniu (atskira patalpa pacientui, turintiems ūminę kvėpavimo takų infekciją, ir jo giminaičių kaukė, "pasirenkamas" lytinis gyvenimas, skirtas AIDS prevencijai ir ttd.)
  3. Gyvenimo ir švietimo sistema, formuojanti įprastą imunitetą. "

Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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