Віруси та вірусні хвороби: дивовижні факти, про які ви не знали

Вірус — це мікроскопічний патоген, який може інфікувати живі клітини. Деякі з них викликають легкі інфекції, деякі смертельно небезпечні для людей.

Будова та розмноження

Віруси відрізняються від бактерій та інших мікроорганізмів своєю структурою та способом розмноження. Вони не мають власного метаболізму і не здатні самостійно існувати та розмножуватися поза клітиною-господарем. Через те, що їх активність починається лише після інфікування живої клітини, віруси часто називають неклітинними формами життя або напівживими організмами.

Основні складові:

• Генетичний матеріал: ДНК, або РНК. Вони містять інформацію для розмноження вірусу.
• Капсид — протеїнова оболонка, що оточує та захищає генетичний матеріал. Капсид може мати різні форми (спіральна, кубічна, складна).
• Ліпідна мембрана (є не у всіх). Деякі віруси мають зовнішню ліпідну оболонку, взяту з мембрани клітини-господаря. Вона захищає мікроорганізм від імунної системи господаря, ферментів і деяких хімічних речовин.
• Поверхневі білки. Допомагають розпізнавати клітину-господаря та прикріплюватися до її поверхні. Саме вони визначають, які клітини здатен інфікувати мікроорганізм.

Віруси не можуть розмножуватися самостійно, для цього вони використовують клітину-господаря. Процес розмноження включає кілька етапів:

1. Прикріплення білків до клітини-господаря.
2. Проникнення генетичного матеріалу в клітину.
3. Копіювання генетичного матеріалу та синтез вірусних білків.
4. бір нових вірусних білків та копій генетичного матеріалу в нові вірусні частки (віріони).
5. Вихід віріонів із клітини.

Цікаві факти

Віруси зсередини: структура і склад

Існує безліч видів вірусів — від тих, що атакують людей і тварин, до таких, що вражають лише бактерії (бактеріофаги). Віруси знаходяться майже всюди — у воді, ґрунті, повітрі. Вчені стверджують, що на Землі існує приблизно 10³¹ вірусних частинок. Лише в одному літрі морської води їх майже 10 мільярдів.

На кожну людину на планеті припадають трильйони вірусів, а на кожну клітину нашого організму — близько 10 вірусних частинок. Приблизно 8% людського геному складається з залишків давніх вірусів, які інфікували наших предків і вбудували свою ДНК у нашу.

Взагалі, еволюція цих мікроорганізмів не зупиняється ні на хвилину. Тому є багато причин. По-перше, віруси, особливо ті, що містять РНК, не мають механізмів корекції помилок під час реплікації. При цьому виникають мутації — зміни в генетичному коді. Кожна копія може мати різні варіанти мутацій.

По-друге, зміни окремих сегментів ДНК або РНК можуть виникати через дію навколишніх факторів: радіації, хімічних речовин тощо.

По-третє, деякі віруси під час спільного інфікування однієї клітини здатні змішувати (рекомбінувати) свій генетичний матеріал з іншим вірусом. Це також призводить до появи нових варіантів або штамів вірусів.

Деякі зміни ніяк не позначаються на житті вірусу, деякі несуть користь, деякі — шкоду. Ті, що мають переваги (наприклад, легше передається або менш помітні для імунної системи), швидше починають поширюватися. З часом вони можуть витіснити інші штами й стати домінантним у популяції.

Один із найшвидше мутуючих вірусів — ВІЛ (вірус імунодефіциту людини). Постійні зміни генетичного матеріалу стають на заваді створення універсальної вакцини проти цієї хвороби. З початку пандемії ВІЛ у всьому світі забрав життя понад 36 мільйонів людей. Висока здатність утворювати штами відмічається у грипу та SARS-CoV-2, що робить ці інфекції дуже непередбачливими вірусними захворюваннями.

Різні віруси мають і різну швидкість поширення. Вона залежить від типу вірусу, способу передачі, умов навколишнього середовища та імунітету населення. Один з найвищих показників швидкості поширеності має кір. Якщо інфікований знаходиться у кімнаті, де є інші невакциновані люди, 90% з них заразяться. У 2019 році спалах вірусу кору в Україні призвів до понад 57 000 випадків захворювання за один рік, це стало одним із найбільших спалахів у світі.

В епідемічні сезони грип може інфікувати тисячі людей. Щороку він вбиває 650 000 людей. Висока заразність та повітряно-крапельний шлях передачі у SARS-CoV-2. На початок 2023 року було зафіксовано 770 мільйонів випадків захворювання і понад 6 мільйонів смертей, зумовлених COVID-19.

ВІЛ поширюється повільніше, оскільки для передачі потрібен тісний контакт через кров або інші рідини організму.

Найнебезпечніші віруси, які загрожують людству у 2024 році

Невидимі загрози сучасному світу

Серед найбільш небезпечних вірусних хвороб, які здатні швидко поширюватися та нести високу смертність у 2024 році, виділяються вірус:

• Ебола. Викликає геморагічну лихоманку з масовими кровотечами. Передається через контакт із біологічними рідинами хворого або зараженою поверхнею. Найбільший спалах стався у 2014-2016 роках в Західній Африці, коли загинуло понад 11 000 людей. Рівень летальності у деяких випадках сягає 90%. Хоча розроблено кілька вакцин, епідемії цього вірусу продовжують спалахувати в Африці.
• Марбург. Вірус, схожий на Еболу, викликає подібну до Еболи геморагічну гарячку. Вперше виявлений у 1967 році, під час спалаху серед науковців, які працювали з мавпами. Смертність складає 24-88%. Спалахи Марбургу фіксуються в Африці, для боротьби з хворобою нещодавно розпочались випробування вакцин.
• Nipah. Передається від тварин до людей і може призвести до лихоманки, блювоти та гострих респіраторних симптомів. У важких випадках — судом та енцефаліту. Вперше був виявлений у 1998 році у Малайзії. Тоді на нього захворіли місцеві селяни, які тримали свиней. З’являється переважно в Південній Азії та має високий ризик пандемічного потенціалу. У вересні 2024 року зафіксований спалах захворюваності в Індії.
• Денге. Викликає гарячку, інтоксикацію, болі в м’язах та суглобах, збільшення лімфовузлів, висипи на шкірі, зниження кількості лейкоцитів в одиниці об’єму крові, іноді — порушення згортання крові внаслідок масивного вивільнення з тканин тромбопластичних речовин. Передається через укуси комарів. Без лікування смертність становить 1-5%, у тяжких випадках — до 20%. За останні роки відмічається ріст захворюваності у всьому світі. Вона становить загрозу для півдня США, Південної Європи та Африки. З початку 2024 року по червень, за даними ВООЗ було зафіксовано понад 10 мільйонів випадків цієї хвороби.

Продовжують загрожувати людям різні види грипу, нові штами COVID-19, ВІЛ.

Чи можна боротися із вірусами? Ці мікроорганізми не піддаються лікуванню антибіотиками. Однак існують препарати, що пригнічують активність деяких вірусів (наприклад, грипу чи ВІЛ). На сьогоднішній день так і не знайдено ліків проти такої тяжкої хвороби, як сказ. Поява її симптомів завжди призводить до загибелі. Найбільш ефективним методом боротьби у багатьох випадках залишається вакцинація.