Вирусы и вирусные болезни: удивительные факты, о которых вы не знали

Вирус — это микроскопический патоген, который может инфицировать живые клетки. Некоторые из них вызывают лёгкие инфекции, некоторые смертельно опасны для людей.

Строение и размножение

Вирусы отличаются от микробов и других микробов своей структурой и методом размножения. Они не имеют собственного метаболизма и не способны самостоятельно существовать и размножаться вне клетки-хозяина. Так как их активность начинается только после инфицирования живой клетки, вирусы часто называют неклеточными формами жизни или полуживыми организмами.

Основные составляющие:

• Генетический материал: ДНК или РНк. Они содержат информацию для размножения вируса.
• Капсид — протеиновая оболочка, которая окружает и защищает генетический материал. Капсид может иметь разные формы (спиральная, кубическая, сложная).
• Липидная мембрана (есть не у всех). Некоторые вирусы имеют наружную липидную оболочку, взятую из мембраны клетки-хозяина. Она защищает микроорганизм от иммунной системы хозяина, ферментов и некоторых химических веществ.
• Поверхностные белки. Помогают распознавать клетку-хозяина и прикрепляться к ее поверхности. Именно они определяют, какие клетки способны инфицировать микроорганизм.

Вирусы не могут размножаться самостоятельно, для этого они используют клетку-хозяина. Процесс размножения включает в себя несколько этапов:

1. Прикрепление белков к клетке-хозяину.
2. Проникновение генетического материала в клетку.
3. Копирование генетического материала и синтез вирусных белков.
4. Сбор новых вирусных белков и копий генетического материала в новые вирусные частицы (вирионы).
5. Выход вирионов из клетки.

Интересные факты

Вирусы изнутри: структура и состав

Существует множество видов вирусов — от атакующих людей и животных до поражающих только бактерии (бактериофаги). Вирусы находятся почти повсюду – в воде, почве, воздухе. Ученые утверждают, что на Земле существует около 10³¹ вирусных частиц. Только в одном литре морской воды их около 10 миллиардов.

На каждого человека на планете приходятся триллионы вирусов, а на каждую клетку нашего организма около 10 вирусных частиц. Приблизительно 8% человеческого генома состоит из остатков древних вирусов, которые инфицировали наших предков и встроили свою ДНК в нашу.

Вообще эволюция этих микроорганизмов не останавливается ни на минуту. Тому есть много причин. Во-первых, вирусы, особенно содержащие РНК, не имеют механизмов коррекции ошибок при репликации. При этом возникают мутации – изменения в генетическом коде. Каждая копия может иметь разные варианты мутаций.

Во-вторых, изменения отдельных сегментов ДНК или РНК могут возникать из-за воздействия окружающих факторов: радиации, химических веществ и т.п.

В-третьих, некоторые вирусы при совместном инфицировании одной клетки способны смешивать (рекомбинировать) свой генетический материал с другим вирусом. Это также приводит к появлению новых вариантов или штаммов вирусов.

Некоторые изменения никак не отражаются на жизни вируса, некоторые несут пользу, некоторые — вред. Имеющие преимущества (например, легче передающиеся или менее заметные для иммунной системы), начинают распространяться бістрее. С течением времени они могут вытеснить другие штаммы и стать доминантными в популяции.

Один из самых быстро мутирующих вирусов — ВИЧ (вирус иммунодефицита человека). Постоянные изменения генетического материала мешают созданию универсальной вакцины против этой болезни. С начала пандемии ВИЧ во всем мире унес жизни более 36 миллионов человек. Высокая способность образовывать штаммы отмечается у гриппа и SARS-CoV-2, что делает эти инфекции очень непредсказуемыми вирусными заболеваниями.

Различные вирусы имеют и разную скорость распространения. Она зависит от типа вируса, способа передачи, условий окружающей среды и иммунитета населения. Один из самых высоких показателей скорости распространенности имеет корь. Если инфицированный находится в комнате, где есть другие невакцинированные люди, 90% из них заразятся. В 2019 году вспышка вируса кори в Украине привела к более чем 57 000 случаев заболевания за один год, это стало одной из самых больших вспышек в мире.

В эпидемические сезоны грипп может инфицировать тысячи человек. Ежегодно он убивает 650 тысяч человек. Высокая заразность и воздушно-капельный путь передачи в SARS-CoV-2. К началу 2023 года было зафиксировано 770 миллионов случаев заболевания и более 6 миллионов смертей, вызванных COVID-19.

ВИЧ распространяется медленнее, поскольку для его передачи требуется тесный контакт через кровь или другие жидкости организма.

Самые опасные вирусы, угрожающие человечеству в 2024 году

Невидимые угрозы современному миру

Среди наиболее опасных вирусных болезней, которые способны быстро распространяться и нести высокую смертность в 2024 году, выделяются:

• Эбола. Вызывает геморрагическую лихорадку с массовыми кровотечениями. Передается через контакт с биологическими жидкостями больного или зараженной поверхностью. Самая большая вспышка произошла в 2014-2016 годах в Западной Африке, тогда погибло более 11 000 человек. Уровень летальности в некоторых случаях достигает 90%. несмотря на наличие нескольких вакцин, эпидемии этого вируса продолжают периодически вспыхивают в разных страанах Африки.
• Марбург. Вирус, похожий на Эболу, вызывает сходную с Эболой геморрагическую горячку. Впервые он обнаружен в 1967 году, во время вспышки среди ученых, работавших с обезьянами. Смертность составляет 24–88%. Вспышки Марбурга фиксируются в Африке, для борьбы с болезнью недавно начались испытания вакцин.
• Nipah. Передается от животных к людям и может привести к лихорадке, рвоте и острым респираторным симптомам. В тяжелых случаях – судорогам и энцефалиту. Впервые был обнаружен в 1998 году в Малайзии. Тогда заболели местные крестьяне, которые держали свиней. Появляется преимущественно в Южной Азии и обладает высоким риском пандемического потенциала. В сентябре 2024 года зафиксирована вспышка заболеваемости в Индии.
• Денге. Вызывает лихорадку, интоксикацию, боли в мышцах и суставах, увеличение лимфоузлов, сыпь на коже, снижение количества лейкоцитов в единице объема крови, иногда — нарушение свертывания крови вследствие массивного высвобождения из тканей тромбопластичных веществ. Передается через укусы комаров. Без лечения смертность составляет 1–5%, в тяжелых случаях — до 20%. В последние годы отмечается рост заболеваемости во всем мире. Лихорадка Денге представляет угрозу для юга США, Южной Европы и Африки. С начала 2024 года по июнь, по данным ВОЗ, было зафиксировано более 10 миллионов случаев этой болезни.

Продолжают представлять угрозу людям различные виды гриппа, новые штаммы COVID-19, ВИЧ.

Можно ли бороться с вирусами? Эти микроорганизмы не поддаются лечению антибиотиками. Однако существуют препараты, подавляющие активность некоторых вирусов (например, гриппа или ВИЧ). На сегодняшний день так и не найдено лекарство против такой тяжелой болезни, как бешенство. Появление ее симптомов всегда приводит к смерти. Наиболее эффективным методом борьбы во многих случаях остается вакцинация.