Віруси
"Вірус - це, по суті, частина клітини. Ми вважаємо вірусами ті компоненти клітини, які достатньо незалежні для того, щоб передаватися іншим клітинам, і порівнюємо їх з іншими клітинними компонентами, більш міцно пов'язаними з усією системою."
Г. Руська
У 1852 р. російський ботанік Д.І. Іванівський вперше отримав інфекційний екстракт з рослин тютюну, уражених мозаїчною хворобою. Коли такий екстракт пропустили через фільтр, здатний затримувати бактерії, відфільтрована рідина все ще зберігала інфекційні властивості. У 1898 р. голландець Бейеринком придумав нове слово "вірус" (від латинського слова, що означає "отрута"), щоб позначити цим терміном інфекційну природу деяких профільтроване рослинних рідин. Хоча вдалося досягти значних успіхів в отриманні високоочищених проб вірусів і було встановлено, що за хімічною природою це нуклеопротеїнів (нуклеїнові кислоти, пов'язані з білками), самі частки все ще залишалися невловимими і загадковими, тому що вони були занадто малі, щоб їх можна було побачити за допомогою світлового мікроскопа. Тому-то віруси і опинилися в числі перших біологічних структур, які були досліджені в електронному мікроскопі відразу ж після його винаходу в 30-ті роки минулого сторіччя.
Найбільш правдоподібною є гіпотеза про те, що віруси походять з "утікача" нуклеїнової кислоти, тобто нуклеїнової кислоти, яка придбала здатність розмножуватися незалежно від тієї клітини, з якої вона виникла, хоча при цьому мається на увазі, що така ДНК розмножується з використанням (паразитичним) структур цієї або інших клітин. Таким чином, віруси, можливо, походять від клітинних організмів, і їх не слід розглядати як примітивних попередників клітинних організмів.
Віруси - це дрібні живі організми, розміри яких варіюють у межах приблизно від 20 до 300 нм; в середньому вони раз на п'ятдесят менше бактерій. Як вже говорилося, віруси не можна побачити за допомогою світлового мікроскопа (так як їх розміри менше напівдовгому світлової хвилі), і вони проходять через фільтри, які затримують бактеріальні клітини.
Часто задають питання: "А чи є віруси живими?". Якщо живий вважати таку структуру, яка володіє генетичним матеріалом (ДНК або РНК) і яка здатна відтворювати себе, то можна сказати, що віруси живі. Якщо ж живої вважати структуру, що володіє клітинною будовою, то відповідь має бути негативною. Слід також зазначити, що віруси не здатні відтворювати себе поза клітини-господаря. Вони знаходяться на самому кордоні між живими і неживими.
Віруси можуть відтворювати себе тільки усередині живої клітини. Зазвичай вони викликають явні ознаки захворювання. Потрапивши всередину клітини-господаря, вони "виключають" (інактивують) хазяйську ДНК і, використовуючи свою власну ДНК або РНК, дають клітині команду виробляти (синтезувати) нові копії вірусу. Віруси передаються з клітини в клітину у виді інертних часток.
Віруси влаштовані дуже просто. Вони складаються з фрагмента генетичного матеріалу, або ДНК, або РНК, що становить серцевину вірусу, і навколишнього цю серцевину захисної білкової оболонки, яку називають капсидом. Повністю сформована інфекційна частка називається вирионом. У деяких вірусів, таких, як віруси герпесу або грипу, є ще й додаткова липопротеідна оболонка, яка виникає з плазматичної мембрани клітини-хазяїна. На відміну від всіх інших організмів віруси не мають клітинної будови.
Віруси, що володіють зовнішньою оболонкою, можуть зливатися з мембраною клітини-господаря, і в цитоплазму клітини проникає весь внутрішній капсид вірусу, після чого відбувається звільнення вірусного геному. Як тільки вірусний геном звільниться від білка, він може служити джерелом інформації для розмноження, діючи як матриця для біосинтезу відповідних продуктів. Як тільки в клітці-хазяїні з'являються субодиниці вірусу, вони відразу ж виявляють здатність до самозбирання в цілий вірус.
Новостворені віріони звільняються в зовнішнє середовище (нерідко разом з незрілими формами) або в результаті руйнування клітини-господаря, що викликається вірусними ферментами, або шляхом виштовхування ділянок цитоплазми, або, нарешті, шляхом виходу окремих віріонів або невеликих їх груп.
Як вже згадувалося раніше, віруси завжди є паразитами і тому викликають у своїх господарів певні симптоми того чи іншого захворювання. Питома вага вірусних інфекцій людини в інфекційній патології дуже великий. Понад 75% всіх інфекційних хвороб припадає на вірусні захворювання, більше 25% всіх шлунково-кишкових інфекції є вірусної етіології. Багато віруси можуть тривалий час перебувати в організмі в латентному (не проявляючи себе) стані, а при порушенні нормальних умов життя вони активізуються, викликаючи клінічно виражені форми хвороби.
Способи передачі вірусних захворювань
Крапельна інфекція - самий звичайний спосіб поширення респіраторних захворювань. При кашлі та чханні в повітря викидаються мільйони крихітних крапельок рідини (слизу і слини). Ці краплі разом з розташованими в них живими вірусами можуть вдихнути інші люди, особливо в місцях скупчення великої кількості народу, до того ж ще й погано вентильованих. Стандартні гігієнічні прийоми для захисту від краплинної інфекції правильне користування носовими хустками і провітрювання кімнат.
Деякі мікроорганізми, такі, як вірус віспи, дуже стійкі до висихання і зберігаються в пилу, що містить висохлі залишки крапель. Навіть при розмові з рота вилітають мікроскопічні бризки слини, тому подібного роду інфекції дуже важко запобігти, особливо якщо мікроорганізм дуже вірулентен (заразний).
Контагіозна передача (при безпосередньому фізичному контакті). У результаті безпосереднього фізичного контакту з хворими людьми або тваринами передаються порівняно деякі хвороби. Сюди перш за все відносяться венеричні (тобто передаються статевим шляхом) хвороби, такі, як СНІД. До контагіозний вірусних хвороб відносяться звичайні бородавки (папіломавірус) та простий герпес - "лихоманка" на губах.
Переносник - це будь-який живий організм, який розносить інфекцію. Він отримує інфекційне початок від організму, званого резервуаром або носієм. Вірус сказу зберігається і передається одним і тим же тварин, наприклад собакою чи кажаном. У цих випадках переносник виступає в якості другого господаря, в тілі якого може розмножуватися патогенний мікроорганізм. Комахи можуть переносити збудників хвороб на зовнішніх покривах тіла.
Інтерферон
"Ампули інтерферону - зараз така ж приналежність будь-якої сімейної аптечки, як, наприклад, активоване вугілля або анальгін. І ми твердо впевнені, що це надійний друг, який захистить від усюдисущих вірусів, до того ж він абсолютно нешкідливий, і лікарі дають йому тільки хвалебні рецензії. "
М.Я. Жолондз.
У 1957 р. вірусологи - співробітники Лондонського національного інституту англієць Айзекс і швейцарець Ліндеман випадково під час дослідів відкрили інтерферон. Дослідники зіткнулися з незрозумілим явищем: миші, яких заражали певними вірусами, не хворіли. Пошуки причин цього явища показали, що миші, не піддалися зараженню вірусами, у момент зараження вже хворіли іншої вірусної інфекцією. Виявилося, що в організмі мишей один з вірусів перешкоджає розмноженню іншого. Це явище антагонізму вірусів назвали англійським словом "інтерференція", що означає "перешкода", "перешкода". Воно відзначається при введенні в організм двох вірусів одночасно або з інтервалом не більше 24 годин. Дослідники припустили, що в цій боротьбі вірусів бере участь білок. Відповідний низькомолекулярний білок був виявлений і названий інтерфероном.
Інтерферон знайдений у всіх хребетних тварин, причому у різних видів тварин інтерферон різний; він максимально активний лише в клітинах того виду тварин, від яких отримано.
При зараженні клітини вірусом події розвиваються таким чином. Вірус починає розмножуватися, і одночасно клітина-господар починає продукувати інтерферон. Інтерферон виходить з клітки, вступає в контакт з сусідніми клітинами і робить їх несприйнятливими до вірусу. Він діє, запускаючи ланцюг подій, що призводять до придушення синтезу вірусних білків і (у деяких випадках) складання і виходу вірусних частинок. Таким чином, інтерферон не володіє прямою противірусною дією, але викликає такі зміни в клітці, які перешкоджають розмноженню вірусу. Інтерферон виробляється також у відповідь на впровадження в клітку будь-яких генетично чужих агентів (антигенів), чужорідних білків і нуклеїнових кислот. Створюється враження, що клітина утворює інтерферон як би у відповідь на нанесену їй "образу".
Біологічна активність інтерферону надзвичайно висока: у мишачого інтерферону вона складає 2 на 10 в 9-го ступеня од. / мг, а одна одиниця знижує утворення вірусів приблизно на 50%. Це означає, що достатньо однієї молекули інтерферону, що-б зробити клітину резистентною до вірусної інфекції.
Інтерферон неспецифічний, він універсальний, діє не вибірково проти якогось вірусу, а захищає організм від будь-яких вірусів. Як відомо, організм для захисту від антигенів виробляє високоефективні антитіла. Антитіла виробляються тільки певними клітинами імунної системи і діють проти вірусів строго вибірково. Антитіла, що захищають організм від одного вірусу, у відповідь на впровадження якого вони утворилися, виявляються безсилі проти іншого вірусу.
Крім того, антитіла "починають надходити в кров лише через кілька днів після зараження. Незліченні полчища нових вірусів утворюються набагато швидше, і захисні тіла можуть просто-напросто не встигнути" (А. А. Смородінцев, "Прикордонна застава" організму). Інтерферон же захищає організм вже в перші години після зараження, "поки не підтягнуться основні захисні сили - антитіла, спрямовані вже безпосередньо проти вторглися вірусів".
Клітка, уражена вірусом, виділяє інтерферон в якості противірусного речовини до сусідніх клітин, мобілізуючи їх на боротьбу з размножающимся вірусом. Інтерферон безпосереднього впливу на вірус не надає, і це не дозволяє вірусу пристосуватися до інтерферону, виробити проти нього резистентність (опірність).
Встановлено, що інтерферон не проникає в клітку, а зв'язується з особливими рецепторами на мембрані. Інтерферон впливає на мембрани виділила його клітини і сусідніх клітин. З'єднуючись з рецепторами мембрани, інтерферон викликає внутрішньоклітинну продукцію речовин, що пригнічують розмноження вірусів, впливає на апарат клітини так, що вона стає непридатною для розмноження вірусів.
Уражена вірусом клітина гине через проникнення в неї вірусу, але при цьому посилює захист сусідніх клітин від вірусів. Виділяється гинула клітиною інтерферон переслідує віруси, захищаючи сусідні клітини. Після контакту з інтерфероном кожна клітина гине разом з проникли в неї вірусом, але вірус при цьому не залишає потомства. Інтерферон, виділений ураженої клітиною, потоком крові розноситься по всьому організму і активізує захисні реакції.
Антитіла крові знищують віруси поза клітини, знешкоджують віруси шляхом з'єднання з ними. Інтерферон же діє тільки внутрішньоклітинно, викликаючи руйнування генетичного механізму відтворення вірусу, не з'єднуючись з ним. Інтерферон захищає організм практично від усіх вірусів.
Однак інтерферон істотно не збільшує захищеність людей, наприклад, від грипу. Вичерпного пояснення цього явища поки немає. Швидше за все, причина криється у перебільшенні можливостей інтерферону і недооцінці можливостей вірусів. Вся справа в тому, що період утворення багатьох тисяч молекул інтерферону набагато довше, ніж час виробництва вірусного потомства. А раз так, клітина не встигає випередити агресора і побудувати оборонні споруди. У будь-якому посібнику з мікробіології можна знайти яскравий опис розмноження вірусів, при якому з ядра гинула клітини, в яку увійшов вірус, через 20 хвилин висипаються 100 свіжих вірусів, нащадків першого. Протягом години з моменту впровадження в клітку першого вірусу всі ці 100 вірусів можуть дати кожен по 100 вірусів, їх стане 10000, та ще ці віруси встигнуть дати по 100 нащадків кожен. Таким чином, через годину з невеликим в організмі з одного-єдиного вірусу може виявитися мільйон нащадків!
А інтерферону ще немає, він з'являється тільки "в перші години зараження". Ще через 40 хвилин кількість вірусів в організмі може перевалити за мільярд! Інтерферон весь цей час ще "зріє".
Процес утворення інтерферону дуже складний і ще до кінця не пізнаний. Так, до цих пір невідомо, чи присутній у клітці низькомолекулярний білок до проникнення в неї вірусу. З упевненістю можна сказати лише, що кількість інтерферону починає наростати відразу після порушення вірусом кордонів клітини.
Дослідженнями встановлено, що у дітей до трьох років і у літніх людей (старше 60-65 років) інтерферон утворюється повільніше і в менших кількостях. Але і в цих вікових групах люди по-різному реагують на контакти з вірусами.
Менш інтенсивно інтерферон продукується клітинами слизової оболонки верхніх дихальних шляхів і в холодну пору року. Ці дані можуть частково пояснити зростання захворюваності людей на вірусні інфекції в цей час року і більш тяжкий перебіг їх у маленьких дітей і літніх людей.
Захисний ефект інтерферону знижується, якщо людина ослаблена перевтомою, нервовими переживаннями, хронічними захворюваннями.
Не обходиться без курйозів. У пресі можна зустріти роздратовані відгуки людей з приводу неефективності інтерферону у випадках, не пов'язаних з вірусною інфекцією (переохолодження і т. п.). Інтерферон, що рекламується як найсучасніше і найдієвіший засіб у боротьбі з грипом, природно, в таких випадках не допомагає.
Інтерферон утворюється не тільки в клітинах організму, а й поза ним, в клітинах, культивованих ізольовано від організму. Це дозволило організувати виробництво інтерферону спочатку для лікувальних, а потім і для профілактичних цілей.
У спеціальній літературі цінність інтерферону як лікувального препарату вбачається в його повній нешкідливості для організму навіть у дуже великих дозах. Проте у великих дозах інтерферон не нешкідливий. Повну нешкідливість інтерферону для організму спростовує А. Балаж: "... Слід згадати про широко відомих інтерферону. Незабаром після відкриття інтерферону вчені зрозуміли, що поряд з противірусною активністю він володіє ще здатністю пригнічувати проліферацію (розростання) клітин ... Якщо прикласти багато зусиль , можна використовувати його протипухлинну активність. Але, на жаль, він пригнічує проліферацію клітин всіх типів, без розбору ".
Інтерферон практично не припиняє розвитку вірусної інфекції, він лише послаблює її розвиток.
Інтерферон швидко виводиться з організму. При парентеральному (через шкіру) введенні інтерферон дуже швидко інактивується (втрачає активність, період напіврозпаду близько 20 хвилин). Тому для профілактики, а тим більше для лікування вірусних інфекцій потрібна велика кількість цього препарату й часте його введення.
Поза організмом людини екзогенний інтерферон отримують з лейкоцитів донорської крові, так як ефективний тільки інтерферон, витягнутий з людських клітин. У спеціальній літературі наводилися відомості, що для отримання однієї дози інтерферону доводиться витрачати до 1 л донорської крові. Розроблено способи очищення інтерферону від баластних (непотрібних) білків та отримання концентрованого високоактивного інтерферону, який кілька більш успішно застосовується як лікувальний і профілактичний засіб.
Ставиться завдання збільшення тривалості дії інтерферону. Ефект його кратковремен, препарат доводиться вводити багаторазово протягом курсу лікування, і це не дозволяє використовувати його в досить широкій практиці. Стимуляція вироблення інтерферону в організмі нешкідливими живими вакцинами поліомієліту, грипу, свинки триває всього 5-7 днів.
Застосовуються також препарати-індуктори (інтерфероногени), які стимулюють вироблення клітинами організму людини ендогенного інтерферону. Індуктори ендогенного інтерферону - новий клас найбільш перспективних препаратів, найефективнішим серед яких є циклоферон, що відрізняється низькою токсичністю, відсутністю алергенного, мутагенної та ембріотоксичної дії на організм.
Щось цікаве
До серйозних вірусних захворювань тварин можна віднести ящур великої рогатої худоби, бешихове запалення у свиней, чуму птахів і миксоматоз кроликів. Всі ці хвороби викликаються вірусами. Вірусне зараження рослин зазвичай призводить або до появи жовтих цяток на листках (так званої мозаїки листя), або до зморшкуватості або карликовості листя. Віруси викликають і затримку росту рослин, що згодом призводить до зниження врожаю. Ряд серйозних захворювань викликають віруси жовтої мозаїки турнепсу, тютюнової мозаїки, карликової кущистості томатів і бронзовості томатів. Поява смужок на квітках деяких сортів тюльпанів також обумовлено вірусом, а адже квітникарі продають ці тюльпани, видаючи їх за особливий сорт. Віруси рослин, мабуть, завжди відносяться до РНК-вмісних вірусів.
І ще:
Вчені з'ясували, що прийом препарату інтерферону може значно відсунути початок розвитку розсіяного склерозу, а в деяких випадках - загальмувати розвиток хвороби, повідомляє CNN. Дослідження проводилися на групі з 383 пацієнтів у 50 клініках. Прийом препарату значно віддалив початок захворювання у половини пацієнтів, які почали приймати його при перших симптомах захворювання. У деяких прийом препарату призупинив розвиток хвороби. Дані досліджень опубліковані в журналі "New England Journal of Medicine".