Красивые и опасные: вирусы, от которых нет спасения : Беседка

Зика, Эбола, птичий и свиной грипп — эпидемии новых заболеваний вызваны очень опасными вирусами, разрушительными для человеческого организма. О том, что известно науке об этих микроскопических убийцах и как они выглядят.

Ученые до сих пор не уверены, стоит ли считать вирусы живыми существами. Эти организмы размером всего несколько нанометров представляют собой завернутую в белковую оболочку короткую нитку нуклеотидов, где закодирована генетическая информация. Они гораздо меньше бактерий и клеток, неспособны самостоятельно производить белки, из которых состоит все живое. Поэтому фактически не живут вне клетки. В природе могут сохраняться длительное время в неактивном состоянии. Но, попав в живой организм, быстро размножаются за счет ресурсов хозяина.

Большинство вирусов неопасны для человека, поскольку наша иммунная система их уничтожает. Уже в слизистой оболочке, через которую чаще всего проникают вирусы, на них нападают фагоциты, а в крови — лимфоциты. Клетки начинают производить белки-интерфероны, мешающие вирусу размножаться. В крайнем случае зараженные клетки гибнут сами. Однако некоторые вирусы настолько быстро размножаются, что ломают все защитные механизмы или настраивают их против организма, вызывая тяжелое воспаление, лихорадку.

Возможно, вирусы — это части ДНК или РНК, сбежавшие из многоклеточного организма. По другой гипотезе, вирусы древнее, чем клетка. Вот почему части вирусного генома встроены в ДНК бактерий и животных в виде "мусора". Высказывалось также предположение, что борьба вирусов и клеток послужила драйвером эволюции.

Вирусы открыты в 1892 году русским микробиологом Дмитрием Ивановским, пытавшимся понять, чем вызвана мозаичная болезнь табака. С тех пор описано несколько тысяч вирусов. Но ученые полагают, что еще сотни тысяч или миллионы неизвестны. Вирусы очень разнообразны по своему строению и механизму действия. В природе нет ни одной группы живых организмов, которую бы не поражали вирусы. Человек — не исключение.




Строение вируса. Генетический материал помещен в белковую оболочку — капсид. Обратная транскриптаза — фермент, который помогает вирусному РНК синтезировать собственную ДНК, находясь в клетке. Суперкапсид частично построен из фрагментов клетки-хозяина. Гликопротеины на оболочке вируса распознают молекулы-рецепторы на поверхности клетки и связываются с ними. Эти "приспособления" облегчают проникновение в живой организм.

Вирус Зика
Впервые вирус Зика выявили в 1947 году у макак-резусов в Уганде, а в середине 1960-х были отмечены случаи заболевания людей. В 2010 году он перекинулся на Южную и Центральную Америку, а оттуда распространился по всему миру.

Считают, что Зика попадает в организм человека с укусами москитов. Лекарства от него нет, болезнь проходит через несколько дней сама собой. Однако вызывают опасения случаи рождения детей с микроцефалией у перенесших Зику беременных.

Относится к семейству флавивирусов, выглядящих как нанометровые многогранники в жироподобной оболочке. Представители этого семейства, такие как клещевой энцефалит, лихорадки денге и Западного Нила, проникают в организм человека через укусы членистоногих.




Вирус Эбола
Лихорадку Эбола зафиксировали в Конго в 1976 году, и с тех пор вспышки этого заболевания случались десятки раз. Последняя эпидемия 2014-2015 годов унесла более десяти тысяч жизней.

Эбола входит в семейство филовирусов. Ее геном состоит всего из семи генов, которые кодируют восемь белков. Погибают до 90% зараженных.

Откуда взялся этот вирус и почему он такой смертоносный, до сих не вполне ясно. Эбола атакует иммунные клетки и начинает в них размножаться. Система защиты организма посылает сигнальные молекулы — цитокины, которые привлекают к очагу опасности другие клетки иммунитета. Вирусы поражают и их. Как реакция на инфекцию в организме возникает сильное воспаление, которое и приводит к гибели.

Вакцины от вируса Эболы, разработанные в США и России, проходят тестирование.



Слева — вирусы Эбола нападают на клетку, справа — вирус в разрезе

Птичий грипп
Так называют смертельно опасное заболевание дикой и домашней птицы. Родом из Юго-Восточной Азии. Вызвано штаммом H5N1 вируса гриппа рода А. Эти вирусы — причина всех известных видов гриппа среди людей, включая "испанку", погубившую миллионы жителей Европы в начале XX века. H5N1 крайне опасен для человека: в среднем не выживает до 60% инфицированных. Во время вспышки птичьего гриппа в Египте в 2014-2015 годах погибли 48 человек.

Вируса гриппа А относят к семейству ортомиксовирусов. Для размножения им не нужен организм-переносчик — микроб передается по воздуху и поражает дыхательные пути. У людей, перенесших болезнь, вырабатывается иммунитет. Вот почему штамм, вызвавший "испанку", уже не опасен. Свиной грипп (штамм H1N1), который в 2009 году расценивали как пандемию, теперь считают обычным сезонным гриппом.

От вируса гриппа нет лекарств, а вакцины формируют к нему иммунитет на короткий срок. Ученые полагают, что грипп невозможно искоренить.




ВИЧ
Вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ, открыли в конце 1980-х. В природе он находится в организме обезьян, не причиняя им вреда, но для человека его размножение смертельно.

ВИЧ-1, которым инфицировано большинство больных СПИДом, относят к ретровирусам. Они попадают в организм через слизистую или раны — прямо в кровь. После долгого инкубационного периода ВИЧ начинает убивать иммунные клетки. Внедрившись в них, он с помощью собственной РНК синтезирует ДНК, которая помогает вирусу распространяться.

Лекарства сдерживают размножение ВИЧ, но его очаги скрыты глубоко в организме и запускают болезнь, если лечение прекратить. Вакцины от вируса иммунодефицита человека нет, пока не удалось реализовать ни один предлагаемый способ борьбы с заболеванием.

Единственный случай полного излечения от ВИЧ зарегистрирован в госпитале в Берлине как побочный результат операции. В 2007 году там сделали трансплантацию костного мозга больному с ВИЧ, у которого развилась лейкемия. Донором оказался человек с врожденным иммунитетом к этому вирусу.




Натуральная оспа
За две тысячи лет человечество пережило множество гибельных эпидемий оспы. Победить болезнь помогла массовая повсеместная вакцинация населения. В 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила об окончательном искоренении оспы. Ее образцы хранят в закрытых лабораториях только в России и США.

Оспу вызывает вирус семейства поксвирусов. Это сравнительно большие капсулы размером двести нанометров, похожие на сплюснутый шар. Внутри свернута двухцепочечная ДНК с многочисленными нуклеотидами.

Поксвирусы опасны для обезьян, коров и других животных. Человека поражает только вирус вида variola. Он проникает через верхние дыхательные пути и кожу, распространяется по организму с лимфой.

Сейчас некоторые отказываются от плановой вакцинации, и число таких людей в мире растет. Ученые опасаются, что в результате может произойти вспышка оспы.