Что происходит с организмом когда попадают вирусы

Наиболее распространенными признаками того, что вы можете быть заражены новым коронавирусом, являются проблемы с дыханием. Все представители семейства коронавирусов, а их насчитывается 40 видов, поражают органы дыхания, а SARS-CoV-2 помимо контактного, передается в том числе воздушно-капельным путем. Это значит, что когда человек кашляет или чихает, то крошечные капельки жидкости из носа или рта, которые попадают в воздух, могут содержать вирус. Но что происходит с организмом инфицированных CoVID-19? Несмотря на то, что основной удар приходится на легкие, процесс захвата организма коронавирусом начинается в горле и на первых этапах симптомы могут никак не проявляться. Из этой статьи вы узнаете, что происходит с организмом после заражения CoVID-19.

Так под микроскопом выглядит вирус, который стремительно меняют нашу жизнь

Что известно о новом коронавирусе?

На момент написания этой статьи количество инфицированных новым коронавирусом в мире превысило 400 000 человек. Более 18 000 человек погибли и с каждым днем эти цифры растут. Так, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщила об ускорении распространения SARS-CoV-2, а также о том, что даже у молодых людей и детей болезнь может протекать тяжело. Тем временем ученых беспокоит новизна вируса – дело в том, что специалисты знают о нем далеко не все, а это затрудняет предсказание дальнейших событий. Несмотря на то, что исследователи всего мира разрабатывают вакцину против CoVID-19, а в некоторых странах уже начались испытания на людях, нулевой пациент – человек, который заразился первым, до сих не обнаружен, так же, как и естественный хозяин вируса. Тем не менее, специалистам удалось узнать, что коронавирус атакует два специфических набора клеток в легких. Подробнее о том, как функционируют легкие и зачем они нужны, читайте в нашем материале.

Как коронавирус вызывает инфекцию?

CоVID-19 передается через крошечные, невидимые капли когда зараженный человек кашляет или чихает. Эти капли могут попасть на людей, которые находятся поблизости или приземляться на поверхности, к которым прикасаются другие, что потенциально способствует передаче вирусных частиц из рук в глаза, нос или рот. После попадания в заднюю часть горла и носовой проход вирусные частицы связываются с определенным типом рецепторов на поверхности клеток. Как и любая другая форма жизни, вирус просто хочет выжить. Но для этого он должен сначала копировать сам себя.

Ученые всего мира занимаются разработкой вакцины против коронавируса

РНК (Рибонуклеиновая кислота) — это молекулы, которые входят в состав клеток всех живых организмов и участвуют в работе генов. Ген — это наследственный фактор, в котором хранится информация о признаках и функциях каждого организма.

Что CoVID-19 делает с легкими?

Когда вирус размножается, он вызывает иммунную реакцию организма. Как только иммунная система начинает сопротивляться, у людей развиваются симптомы, поскольку ранее здоровые ткани повреждаются и воспаляются. Эти симптомы включают в себя боль в горле, насморк, чихание, кашель и, иногда, лихорадку. Однако если вирус попадает достаточно глубоко в легкие, то способен вызвать пневмонию, которая приводит к одышке и боли в груди. Для основной массы инфицированных, за этим периодом следует период восстановления. Большинству действительно станет лучше.

Как CoVID-19 влияет на другие части тела?

Но легкие – далеко не единственная часть тела, которую вирус может повредить. У некоторых людей инфекция заставляет сердце биться нерегулярно и качать кровь менее мощно, что потенциально может привести к сердечной недостаточности. Поскольку вирус можно проглотить, он также способен заразить клетки кишечника. С момента вспышки вируса в декабре прошлого года проблемы с пищеварением были обычной жалобой среди инфицированных. Как сообщают Центры по контролю заболеваемости, генетический материал вируса часто обнаруживают в образцах крови и кала.

Еще больше анонсов последних новостей из мира популярной науки вы найдете на наших каналах в Google News и в Яндекс.Дзен, а обсудить их с единомышленниками можно в нашем Telegram-чате.

Результаты нового исследования показали, что диарея и другие желудочно-кишечные проблемы могут быть одними из первых признаков CоVID-19. Согласно исследованию, опубликованному в American Journal of Gastroenterology, почти половина пациентов с коронавирусом обратились к врачам с жалобой на пищеварение. Авторы работы изучили данные 204 пациентов в китайской провинции Хубэй, где возникла вспышка коронавируса и обнаружили, что у 99 инфицированных наблюдались такие симптомы, как диарея, рвота и боли в животе.

Что происходит с иммунной системой больных CoVID-19?

Как описано выше, иммунная система человека распознает атаку таких инфекционных агентов как вирусы. Однако иногда иммунная система начинает работать против нас и атакует клетки организма. В некоторых случаях это приводит к развитию аутоиммунных заболеваний, например волчанке, псориазу и другим. Но в случае с CoVID-19 иммунная система распознает угрозу, после чего переходит в атаку, которую может не контролировать, что приводит к повреждению здоровых тканей. В результате, усилия организма по борьбе с вирусом могут вызвать воспаление в легких, что может еще больше затруднить дыхание. Дело в том, что после развития пневмонии, вирус может перейти на альвеолы – мешочки воздуха в кровеносных сосудах легких. Альвеолы важны при нормальном дыхании, так как помогают газообмену однако они очень чувствительны и в случае повреждения могут ограничить насыщение крови кислородом.

Новый коронавирус поражает не только легкие, но и почки

Кроме того, новый коронавирус также может быть нацелен на почки – это два фасолевидных органа, которые фильтруют токсины из крови. Из-за коронавируса почки не функционируют должным образом, что может привести к отказу органов и смерти. ВОЗ рекомендует людям старше 60 лет или людям с сопутствующими заболеваниями, например сердечно-сосудистыми, избегать мест скопления людей, чтобы уменьшить вероятность заражения ими CоVID-19. На данный момент, несмотря на то, что молодые люди также могут серьезно заболеть, самой уязвимой группой являются пожилые люди. Будьте здоровы.

Впервые мир столкнулся с коронавирусом — COVID-19 только в декабре прошлого года. Несмотря на большое число заболевших (на момент подготовки материала по всему миру известно о почти 189 тысячах случаев), медики все еще до конца не знают, что именно происходит в человеческом организме после заражения вирусом.

Важно помнить: у большинства заболевших (90% и более) болезнь протекает либо вовсе бессимптомно, либо с проявлениями, напоминающими при знаки ОРВИ или гриппа. По‑настоящему опасен вирус только для людей старшего возраста, а также тех, чей организм ослаблен хроническими заболеваниями. Вероятнее всего, большинство из тех, кто заразится коронавирусом, перенесут его легко. Но важно знать, как влияет вирус на наш организм и что происходит при заражении — в том числе и в самых серьезных случаях.

Нам известны основные симптомы — лихорадка, кашель, одышка, но они сопровождают многие другие вирусные заболевания, в том числе грипп. Мы собрали основные известные медицине факты о том, что делает коронавирус с нашим телом.

Как коронавирус вызывает инфекцию?

Вирус распространяется через микрочастицы влаги, попадающие в воздух при кашле или чихании. Частицы проникают в организм через слизистые оболочки рта, носа или глаз. Вирусные частицы почти мгновенно перемещаются в задние носовые проходы и в слизистые оболочки задней части горла, прикрепляясь к определенному рецептору в клетках.

Далее белок, прикрепленный к поверхности вируса, осыпается и оседает на клеточной мембране, что позволяет генетическому материалу вируса проникать в клетки человека.

Как этот процесс вызывает проблемы с дыханием?

У некоторых пациентов органы дыхания поражаются настолько сильно, что сами они уже не справляются с доставкой кислорода — в этом случае требуется аппарат ИВЛ. Однако в самых худших случаях может развиться острый респираторный дистресс-синдром, когда легкие наполняются таким количеством жидкости, что никакая поддержка дыхания не может помочь, и пациент умирает.

Что происходит, когда вирус попадает в легкие?

По словам доктора Шу-Юань Сяо, профессора патологии в Медицинской школе Чикагского университета, который тщательно изучал отчеты о пациентах с коронавирусом в Китае, вирус, кажется, начинается в периферических областях с обеих сторон легкого. Ему требуется некоторое время, чтобы достигнуть верхних дыхательных путей, трахеи и других центральных дыхательных путей — возможно, именно по этой причине в Ухане, где началась эпидемия коронавируса, многие из самых ранних случаев не были выявлены сразу.

Дело в том, что тот режим тестирования, который применялся в начале эпидемии, не всегда выявлял инфекцию в периферических легких, из-за чего некоторых людей с симптомами отправляли домой без лечения.

Недавнее исследование, проведенное группой, возглавляемой исследователями из Медицинской школы Икан на горе Синай, показало, что более половины из 121 пациента в Китае имели нормальные КТ на ранних стадиях заболевания.

Вирус поражает только легкие?

На сегодняшний день врачи уверены, что нет. Несмотря на то, что в основном вирус концентрируется в области легких, похоже, он также может поражать клетки желудочно-кишечного тракта, распространяясь через слизистые оболочки.

Это может быть причиной того, что у некоторых пациентов наблюдаются такие симптомы, как диарея или расстройство желудка. Кроме того, вирус может проникать в кровоток: частицы РНК коронавируса были обнаружены в образцах крови и кала пациентов, но неясно, как долго они могут сохраняться в крови и выделениях.

Некоторые врачи полагают, что вирус также может проникать в сердце, почки, печень и вызвать повреждение этих органов. Кроме того, из-за активной работы иммунной системы, возникающее в результате воспаление может привести к нарушению работы этих органов.

От 3% до 11% людей ежегодно сталкиваются с гриппом, в среднем 8% заболевают. И хотя вакцина против гриппа является обязательной, она по-прежнему снижает риск заболевания гриппом на 40–60%, что означает, что она не является полной защитой в зависимости от вашего здоровья, возраста и типа вируса гриппа, с которым вы заражаетесь.

Здесь эксперты по гриппу рассказывают о том, что происходит, когда вы подвергаетесь воздействию гриппа, в том числе о том, почему он вызывает некоторые из этих неприятных симптомов, таких как лихорадка, боль и озноб.

Во-первых, грипп должен найти способ проникнуть в ваше тело

Простое пребывание в доме с кем-то, кто болен гриппом, не обязательно приведет к тому, что вы заболеете, но это определенно может увеличить ваш фактор риска. Особенно риск увеличивается, если вы не будете соблюдать правила гигиены при мытье рук.

Вирус должен найти способ проникнуть в ваш нос или рот. Обычно он передается от человека к человеку через кашель, чихание, слизь или слюну, которые могут быть у кого-то на руках. Он также может передаваться с общих поверхностей, к которым могут прикоснуться люди. Они могли вытереть нос и затем дотронуться до рук, прежде чем положить его на поверхность, или могли чихнуть на поверхность.

Ваши глаза и уши также могут быть участками доступа, однако это гораздо менее распространенные точки заболеваний. Убедитесь, что вы часто и хорошо моете руки во время сезона гриппа, чтобы предотвратить заражение вирусом.

У вас не будет симптомов сразу, как только вирус попадет в вашу систему

Как только вирус попадает в ваш нос или рот через прямой контакт (например, чихание или кашель) или косвенный (например, использование полотенца вскоре после того, как зараженный человек ранее использовал его), вирус попадает в вашу иммунную систему, но это не произойдет сразу.

Как только грипп попадет в ваше тело, он вызовет такую же инфекцию у вас. Инкубационный период составляет от одного до четырех дней. В течение этого времени вы будете очень заразны и будете сами мощным распространителем для окружающих.

Это означает, что вы можете быть в полном порядке в течение дня или двух, но очень сильно можете распространять грипп среди других, даже не подозревая об этом.

Как только грипп оседает, он направляется к вашим клеткам

В частности, вирус попадает в клетки вашего дыхательного эпителия, которые выстилают дыхательные пути.

Вирус связывается с сиаловыми кислотами, которые находятся в этих клетках, и эти сиаловые кислоты действуют как рецепторы, помогая клеткам передавать сигналы и общаться друг с другом.

Вирус способен связываться с этими клетками благодаря белку, называемому гемагглютинином (это то, что H обозначает у штаммов гриппа, таких как H1N1). С помощью этого белка вирус прикрепляется к клетке, а затем попадает внутрь клетки. Это отправит сигнал тревоги вашей иммунной системе.

Некоторые симптомы гриппа связаны с реакцией иммунной системы

После того, как ваша иммунная система обнаружит, что в организме есть вирус, он начнет перегружаться, чтобы вывести его как можно быстрее.

Как часть этого, иммунный ответ начнет усиливать некоторые симптомы, которые вы чувствуете. Лихорадка, мышечные боли и боли являются результатом того, что иммунная система выделяет определенные химические вещества для борьбы с этим вирусом. У четверти людей с гриппом эти симптомы отсутствуют. Это не значит, что ваша иммунная система не работает, это просто так работает ваша иммунная система.

По сути, ваше тело становится полем битвы, когда у вас грипп, и причина, по которой вы чувствуете себя так ужасно, связана с войной между патогеном и вашей иммунной системой.

Средний срок хранения вируса составляет около недели

У большинства здоровых людей болезнь ограничена. Одни болеют пару дней, а другие совсем не болеют. Однако некоторые люди заболевают легкой или более умеренной болезнью в течение недели, максимум двух.

Стандартный обычный грипп у здорового человека, как правило, не требует лечения, но некоторые группы подвержены более высокому риску развития осложнений гриппа. Такие группы включают в себя беременных женщин, людей с определенными хроническими заболеваниями, детей младше 12 месяцев или взрослые старше 65 лет.

Для этих групп особенно важно записаться на прием к врачу, как только появятся симптомы гриппа. Они смогут назначить соответствующее противовирусное лекарство, чтобы облегчить симптомы и вывести вирус из организма как можно быстрее.

Общие рекомендации гласят: много отдыхайте, пейте больше жидкости и следите за своими симптомами. Хотя вы можете ужасно чувствовать себя в течение нескольких дней, ваше тело будет бороться с гриппом как можно лучше.

Китайский коронавирус продолжает держать в напряжении всю планету. Омрачает ситуацию тот факт, что подхватить вирус можно повторно. По последним данным, в Ухане повторно заразились 195 человек. COVID-19 уже бушует в Италии. Медики изо всех сил стараются сдержать распространение коварного заболевания, но пока их усилия остаются тщетными.

О природе вируса пока известно немногое. Однако его губительная сила уже нанесла серьезный ущерб экономике: так, богатейшие люди мира только за один день потеряли $139 млрд. COVID-19 похож на другие вирусы, передающиеся от животных к человеку, такие как SARS и MERS. Joinfo.com, ссылаясь на National Geographic, готов рассказать о том, как вирус влияет на организм человека.

Ситуация в Китае и мире

По данным на 25 февраля 2020 года количество зараженных коронавирусом достигло 77 000 человек. Эпидемия давно покинула пределы Китая и круизного лайнера “Алмазная принцесса”, получившего печальное прозвище “плавучая чашка Петри”. Случаи заражения зафиксированы еще в трех десятках стран.

Какие-либо прогнозы сделать очень сложно. Ведущий эпидемиолог из Гонконга предположил, что заразиться COVID-19 может 60% населения планеты, если не остановить распространение эпидемии. Согласно отчету Китайского центра по контролю и профилактике инфекционных заболеваний, 2,3% случаев заражения заканчиваются летальным исходом. Вирус не обходит стороной ни одну группу людей, кроме детей младше 9 лет.

Что же происходит с организмом, когда в него попадает коварный COVID-19? Проследим его путь от органа к органу.

Точка отправления: легкие

Поскольку пневмония – это респираторное заболевание, свой путь коронавирус начинает и заканчивает в легких. Заболевание передается чаще воздушно-капельным путем – при чихании, кашле и так далее.

Специфических симптомов нет. Действие COVID-19 напоминает обычную простуду: появляется недомогание и озноб, незначительное повышение температуры тела и кашель. Примечательно то, что 82% заразившихся людей имеют легкие симптомы коронавируса в то время, как остальные находятся в тяжелом состоянии.

Так вот коронавирус поражает именно реснитчатые клетки, не давая им очищать легкие от патогенов. В это же время активизируется иммунная система, которая старается ликвидировать вирус. Вот так и возникает пневмония.

Хуже всего то, что реакция иммунитета на возбудитель может быть очень сильной. Тогда начинается разрушение даже здоровых органов и тканей. На этом этапе разрушения ущерб, нанесенный легким, может привести к необратимым последствиям. Больным нередко требуется искусственная вентиляция легких.

Желудок

Есть несколько известных случаев проникновения корнавируса в желудок. Заражение сопровождается диареей и болью в животе. Пока нет четкой информации по этому поводу. Тем не менее, нужно учитывать природу вируса, чтобы понять какое отношение респираторное заболевания имеет к желудочно-кишечному тракту: COVID-19 связывается с белками, чтобы проникнуть в организм.

Согласно последним исследованиям, коронавирус был обнаружен в образцах стула зараженных людей. Ученым еще предстоит проверить, возможен ли такой путь передачи.

Кровоток

Цитокины – это белки, предупреждающие иммунную систему о том, где произошла инфекция. Проблема заключается в том, что коронавирус провоцирует мощную реакцию иммунной системы, которая помимо инфицированных клеток, также поражает здоровые ткани.

Ученые пытаются выяснить, есть ли связь между хроническими заболеваниями и осложнениями, вызванными вирусом.

Печень

Вирусы, передающиеся от животных человеку, как и в случае с COVID-19, часто поражают печень. Поскольку она является сосудистым органом, вирус легко проникает в нее через кровоток. Печень производит энзим, который ускоряет химические процессы в нашем организме. В здоровом организме клетки печени постоянно отмирают и выделяют ферменты в кровоток.

Проблема начинается тогда, когда ферменты наводняют кровоток, что часто встречается у пациентов с ОРВИ и MERS. Ученым еще точно не известно, как респираторные инфекции влияют на печень. Возможно, здесь тоже задействована мощная реакция иммунной системы на патогенный микроорганизм.

Патологическое поражение печени в случае с вирусом SARS не было причиной смерти ни одного пациента.

Почки

Недавние исследования показали, что COVID-19 пагубно сказывается и на здоровье почек. Как и печень, парный орган очищает кровь и выводит токсины из организма. Почечные канальцы подвержены воспалению. Когда кровь проникает в почки, клетки протоков могут задерживать вирус, вызывая кратковременное или незначительное поражение. Если вирус прорывается через клетки и начинает размножаться, повреждение протоков становится опасным для жизни.

Упомянутый выше поток цитокинов также может вызывать почечную недостаточность. Важно отметить, что нет никаких доказательств по поводу того, что вирусы, такие как SARS и COVID-19, могут реплицироваться в почках.

Почки могут отказать, если пациент в течение длительного времени принимает антибиотики или находится на искусственной вентиляции легких. Также этот орган погибает, если разрушены другие ткани в организме человека. По сути, поражение почек напрямую связано с действием коронавируса.

Беременность и коронавирус

Недавно в Ухане были зарегистрированы два случая заражения новорожденных. При этом, один из них заразился только через 30 часов после появления на свет. Тем не менее, доказательств того, что вирус был передан от матери ребенку, до сих пор нет. По словам Анжелы Расмуссен, ребенок мог заразиться COVID-19 различными способами. В конце концов, он появился на свет в больнице, переполненной зараженными людьми.

Результаты недавнего исследования позволяют предположить, что коронавирус не может передаваться от матери к ребенку. Эксперты наблюдали за девятью зараженными женщинами из Уханя. У некоторых из них возникли осложнения во время родов, но дети родились здоровыми.

Вирусологи и врачи надеются, что ситуация с коронавирусом в скором времени стабилизируется. Исследователи стараются своевременно обнародовать правдивую информацию, чтобы привлечь дополнительные средства для дополнительных исследований. Напомним, недавно фонд Билла и Мелинды Гейтс пожертвовал $10 млн на борьбу с эпидемией.

Новый коронавирус COVID-19 довольно мало изучен. И хотя ученые со всего мира взялись за его изучение, им все равно нужно время. Сегодня идет поиск вакцины, которая могла бы остановить распространение вируса, создаются новые тесты с повышенной эффективностью, врачи изучают последствия после выздоровления и т. д. Нам с вами остается только наблюдать за этим процессом и ждать хороших новостей. Однако врага надо знать в лицо.

Что происходит с нашим организмом, когда в него попадает коронавирус? Мы пройдемся по всем этапам и поймем: как он действует и что ему может противопоставить наш организм.

Эта статья основана на заявлениях медиков и исследователей, которые сегодня занимаются изучением нового коронавируса. И хотя в некоторых случаях течение болезни может происходить индивидуально, основные симптомы и этапы заболевания происходят схожим образом.

Как происходит заражение коронавирусом?

Все довольно просто. Вирус попадает к нам в организм через слизистую оболочку носа, глаз или рта. Наш организм устроен так, что человек в среднем дотрагивается до своего лица более 20 раз в час. Мы чешем нос, глаза, уши, поправляем прическу и т. д. Если на руках оказался вирус, то при контакте со слизистой он быстро попадает в организм и достигает задней поверхности глотки. Также мы можем вдохнуть вирус, если кто-то рядом с нами чихнул или покашлял.

Инкубационный период в среднем составляет около 5 дней (время через которое человек начинает ощущать симптомы заболевания). Известны случаи, когда первые симптомы начинали проявляться только через 2-3 недели.

Первыми симптомами принято считать сухой кашель. Так организм реагирует на раздражение клеток, атакованных вирусом.

Что происходит с легкими во время коронавируса

Продолжая размножаться, коронавирус опускается ниже в бронхи и легкие и прикрепляется к двум видам клеток: одни вырабатывают слизь (бокаловидные клетки), другие участвуют в движении этой слизи и запускают иммунную реакцию на появление частиц пыли, пыльцы, микробов и вирусов (реснитчатые клетки). В этот момент иммунная система человека начинает бороться с вирусом. Для нас это проявляется повышением температуры, воспалением, общей слабостью и т. д.

Если наш иммунитет достаточно сильный и в организме нет тяжелых хронических заболеваний, то примерно через неделю вирус будет побежден, а мы получим от него иммунитет. Правда ученые недавно зафиксировали случаи повторного заражения, однако они единичны и, возможно, вызваны тем, что пациент не до конца поправился или заразился новым штаммом (разновидностью вируса).

Но если что-то пошло не так (таких случаев меньшинство), то наша иммунная система начинает реагировать чересчур активно. Почему так происходит, медики пока не знают. Если не вдаваться в медицинские термины, то наш иммунитет дает слишком мощный ответ на вирус и в итоге поражает не только его, но и здоровые клетки организма (это процесс называется синдром выброса цитокинов). В целом молодой и здоровый организм способен с этим справиться, чего нельзя сказать о пожилом или ослабленном. Осложнения от этого процесса могут привести к летальному исходу.

ВАЖНО: Молодость — не признак здорового организма. Если вы ведете нездоровый образ жизни: курите, пьете, употребляете наркотики, то ваш иммунитет ослаблен и вы находитесь в группе риска. С коронавирусом может справиться только наш иммунитет, запомните это.

На этом этапе у заболевших появляется отдышка. Это связано с тем, что кислороду все труднее поступать в наш организм через слизистый слой. Легочные альвеолы наполняются жидкостью и гноем. Дыхание затрудняется вплоть до того, что может потребоваться ИВЛ (искусственная вентиляция легких). В самых тяжелых случаях пациента подключают к ЭКМО. Это прибор, который перекачивает кровь через искусственное легкое и насыщает ее кислородом.

Осложнения при коронавирусе

Пожалуй, самое опасное осложнение это острый респираторный дистресс-синдром. При нем количество жидкости, которое скапливается в легких такое, что организм перестает получать достаточное количество кислорода и погибает. Недостаточное количество кислорода так же может повлечь за собой отказ почек, которые очищают кровь или разрушение слизистой оболочки кишечника.

Другая причина летальных исходов — чрезмерная реакция иммунной системы, которая способна навредить всему организму (гиперреакция иммунной системы). Так же может быть септический шок, при котором кровяное давление падает настолько, что начинают отказывать органы человека.

Надо понимать, что если иммунная система перестает справляться с вирусом, то она ослабевает настолько, что не способна противостоять другим инфекционным заболеваниям человека. Именно поэтому частой причиной гибели от коронавируса становятся хронические заболевания независимо от возраста пациента.

На сегодняшний день лекарств от коронавируса не существует. Все что могут сделать медики — это бороться и облегчать симптомы, вызванные заболеванием. Лучший способ обезопасить себя и своих близких — это оставаться дома.

• 16107
• 9,3
• 2
• 4

Обратите внимание!

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Эволюция и происхождение вирусов

В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.

Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.

Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?

Строение вирусов и иммунный ответ организма

Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).

Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].

Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).

Причины поражений в борьбе с ВИЧ

Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.

Рисунок 5. Схема развития феномена ADE при вирусных инфекциях. а — Взаимодействие между антителом и рецептором FcR на поверхности макрофага. б — Фрагмент С3 комплемента (компонент комплемента, после присоединения которого весь этот комплекс приобретает способность прилипать к различным частицам и клеткам) и рецептор комплемента (complement receptor, CR) способствуют присоединению вируса к клетке. в — Белки комплемента С1q и С1qR способствуют присоединению вируса к клетке (в составе молекулы C1q имеется рецептор для связывания с Fc-фрагментом молекулы антитела). г — Антитела взаимодействуют с рецептор-связывающим сайтом вирусного белка и индуцируют его конформационные изменения, облегчающие слияние вируса с мембраной. д — Вирусы, получившие возможность реплицироваться в данной клетке посредством ADE, супрессируют противовирусные ответы со стороны антивирусных генов клетки. Рисунок с сайта supotnitskiy.ru.

Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.

Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.

Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].

* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.

Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.

Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.