Роль иммунопатологий у розвитку вірусних захворювань в дітей віком і дорослих

Роль иммунопатологий у розвитку вірусних захворювань у дітей і взрослых

В сучасної медицині під назвою віруси розуміються дрібні неклеточные частки, є внутриклеточными паразитами. Розмножуючись лише у живих клітинах, вірус вбудовується у клітину, змінює її генетичний апарат, і, використовуючи її ферментативний апарат, переключає клітину на синтез своїх зрілих вірусних частинок — вирионов, які у своє чергу лавиноподібно вражають все нові й нові клітини організму, що зумовлює розвитку вірусного захворювання.

В час ліків проти вірусів, тобто. речовин, ефективно котрі вбивають чи блокуючих в захворілому організмі безпосередньо самі віруси, як не існує, і навіть теоретично що немає можливість появи в найближчому майбутньому.

При лікуванні вірусних захворювань, основною причиною яких є ті чи інші иммунодефицитные стану хворих, використовуються різні методи, стимулюючі власні захисні механізми організму, що ні завжди досить ефективно і натомість вже наявного иммунопатологического стану. Тому вірусні захворювання представляють істотну небезпеку обману значній своїй частині людей, котрі страждають імунодефіцитами. Адже лише у ХХ-ом столітті тільки від чорної віспи (поки з ним не покінчили з допомогою масових вакцинацій в 1982 р) загинуло 280 мільйонів. Але попри всі що виникають епідеміях самих різних хвороб завжди було багато людей, які зволікається без жодної захисту початку до кінця епідемії працювали безпосередньо з хворими і навіть самі залишалися здоровими.

С вірусними захворюваннями може тільки імунна захист організму, яка пізнає що з’явилися клітини зі зміненою генетикою і знищує їх, не дозволяючи продукувати вирионы. Віруси поширені які повсюдно та постійно атакують будь-які живі істоти. Тож у організмі здорової людини кожну секунду орієнтується і знищується близько 3-х тисяч уражених клітин — імунні реакції безупинно цілодобово виборюють сохрание життєздатності в навколишньому середовищі, забезпечуючи захисту від безлічі неминуче проникаючих в організм різних видів патогенної мікрофлори.

Нарушения функціонування імунної захисту людини, у яких організм недостатньо ефективно пізнає клітини зі зміненою (чужій стосовно даному організму) генетикою, призводять до безконтрольному збільшення кількості уражених клітин та розвитку вірусних та інших інфекційних захворювань, а більш важких випадках і до розвитку онкологічних процесів, у яких також характерно безконтрольне розмноження клітин із зміненим генетичним апаратом (ракових клітин). Тому довго які відбуваються чи які у важкої формі вірусні захворювання розглядаються у сучасній медицині як предраковые стану.

О вирусах

В протягом останніх 100 років вчені неодноразово змінювали уявлення про природу вірусів, мікроскопічних переносників хвороб. Проблема у цьому, що віруси дуже малі проти бактеріями в більшості випадків, не можуть спостерігатися в оптичний мікроскоп. Тільки появу у 50-х роках електронної мікроскопії дозволило безпосередньо вивчати структуру вірусів. (Цікаво, що електронний мікроскоп винайшов хоча б людина, що у 1930;х заклав теоретичні і технічні основи та створив всю структуру сучасного телебачення — американець російського походження Володимир Кузьмич Зворикін — 1888−1982 рр.).

Вначале віруси вважали отруйними речовинами, потім — одній з форм життя, потім — біохімічними сполуками. Сьогодні припускають, що існують між жвавий і неживим світами і основні учасниками еволюції як переносники міжвидовий генетичної інформації, генетично пов’язуючи живе в єдине розвивається ціле — біосферу Землі. Переважна більшість вірусів цілком без шкоди в людини.

В кінці ХІХ століття було встановлено, деякі хвороби, зокрема сказ і ящур, викликають частки, схожі на бактерії, але значно більше дрібні. Оскільки вони мали біологічну природу і гроші передавалися від однієї жертви в іншу, викликаючи однакові симптоми, віруси розглянула як дрібні живі організми, які мають генетичну информацию.

.

Низведение вірусів рівня неживих хімічних об'єктів відбулася після 1935 р., коли Уэнделл Стенлі (Wendell Stanley) уперше отримав вірус тютюнової мозаїки в кристалічною формі. Виявилося, що кристали складаються за складних біохімічних компонентів і мають необхідним біологічних систем властивістю — метаболической активністю. У 1946 р. учений отримав за роботу Нобелівську премію з хімії, а чи не з клінічної фізіології чи медицині.

Дальнейшие дослідження Стенлі чітко показали, що кожен вірус складається з нуклеїнової кислоти (ДНК чи РНК), упакованої в білкову оболонку. Крім захисних білків в деяких із нього є специфічні вірусні білки, що у інфікуванні клітини. Якщо будувати висновки про віруси лише з цього опису, всі вони справді більше нагадують хімічні субстанції, ніж живий організм. Але коли його вірус проникає у клітину (після її називають клеткой-хозяином), картина змінюється. Він скидає білкову оболонку і полонить весь клітинний апарат, примушуючи його синтезувати вірусні ДНК чи РНК і вірусні білки в відповідність до інструкціями, записаними у його геномі. Далі відбувається самоскладання вірусу з цих компонентів і виникає нова вірусна частка, готова інфікувати інші клітини.

Такая схема змусила багатьох учених по-новому подивитись віруси. Їх стали розглядати, як об'єкти, що перебувають у межі між жвавий і неживим світами. За словами вірусологів Марка ван Регенмортеля (M.H.V. van Regenmortel) з Страсбурзького університету у Франції й Брайана Махи (B.W. Mahy) з осередків по профілактиці захворювань, і контролю право їх поширенням, такий спосіб існування може бути «життям в борг ». Цікавий наступний факт: тим більше, що довго біологи розглядали вірус як «білкову коробку », наповнену хімічними деталями, вони використовували її спроможність до реплікації в хазяйської клітині вивчення механізму кодування білків. Сучасна молекулярної біології багато чому зобов’язана своїми успіхами інформації, отриманої щодо вірусів.

.

Вирус імунодефіциту людини.

Ученые кристаллизовали більшість клітинних компонентів (рибосоми, мітохондрії, мембранні структури, ДНК, білки) і сьогодні розглядають їх або як «хімічні машини », або як, який ці машини використовують чи виробляють. Такий погляд на складні хімічні структури, щоб забезпечити життєдіяльність клітини, і призвів до дуже великий занепокоєності молекулярних біологів статусом вірусів. Дослідники цікавилися ними лише як агентами, здатними використовувати клітини у своїх інтересах чи служити джерелом інфекції. Більше складна проблема, що стосується вкладу вірусів у еволюцію, залишається більшість учених несуттєвою.

Живой чи неживої?

Что означає слово «живої «? Переважна частина вчених сходяться в думці, що крім здатність до самовідтворення живі організми повинні мати і іншими властивостями. Наприклад, життя будь-якого істоти завжди в часу — воно народжується і вмирає. З іншого боку, живі організми мають певний рівень автономії в біохімічному сенсі, тобто. певною мірою покладаються за власні метаболічні процеси, які забезпечують їхню речовинами і енергією, що й підтримку існування.

Вирусы — це паразити, що майже цілком від клетки-хозяина. Просто вони використовують його енергію, необхідну синтезу нуклеїнових кислот і білків, для подальших видозмін цих білків та його адресної доставки. Без цього віруси могли б розмножуватися і поширюватися серед. І тоді напрошується цілком резонне висновок: як і раніше, що це процеси у клітині після інфікування регулюються вірусом, він — неживої об'єкт, паразитуючий на живих системах з автономним метаболізмом.

Камень, як і крапелька рідини, у якій протікають метаболічні процеси, але яка містить генетичного матеріалу і здатна до самовідтворення, безсумнівно, неживої об'єкт. Бактерія ж — живий організм, і вона полягає лише з однієї клітини, вони можуть виробляти енергію та синтезувати речовини, які її існування й відтворення. Що у цьому контексті можна сказати про сімені? Не всяке насіння виявляє ознаки життя. Проте, перебувають у спокої, вона носить той потенціал, який одержало від безсумнівно живої субстанції і який за певних умов може реалізуватися. У той самий час насіння можна необоротно зруйнувати, і тоді потенціал залишиться нереалізованим. У цьому плані вірус більше на насіння, ніж живу клітину: він має якісь можливості, що і не здійснитися, проте немає здатність до до автономного існування.

Можно також розглядати живе як і стан, у якому за певних умов переходить система, що складається з неживих компонентів, які мають певними властивостями. Як приклад подібних складних (эмерджентных) систем можна привести життя й свідомість. Аби відповідного статусу, вони повинен бути певний рівень складності. Так, нейрон (сам собою чи навіть складі нейронної мережі) не має свідомістю, при цьому необхідний мозок. Але й интактный мозок то, можливо живим в біологічному сенсі програми та до того ж час не забезпечувати свідомість. Так само ні клітинні, ні вірусні гени чи білки власними силами не служать живої субстанцією, а клітина, позбавлена ядра, подібна до обезголовленим людиною, бо має рівня складності. Вірус також здатний досягти такого рівня. Отож життя можна визначити як певна складне эмерджентное стан, у тому числі таку ж основні «будівельні блоки », які має і вірус. Якщо з такий логіці, то віруси, яка є живими об'єктами у точному смислі цього терміну, навряд чи можна віднести до інертним системам: вони знаходяться за українсько-словацьким кордоном між жвавий і неживим.

Репликация вірусу

Вирусы, безперечно, мають властивістю, властивим всім живим організмам, — здатність до відтворення, хоча й за неодмінному участі клетки-хозяина. На малюнку зображено реплікація вірусу, геном якого — двухцепочечная ДНК. Процес реплікації фагов (вірусів, инфицирующих бактерій, які містять ядра), РНК-вирусов і ретровірусів відрізняється від наведеного тут лише деталях.

В жовтні 2004 р. французькі вчені оприлюднили відкриття, що показує, наскільки близько до межі підходять деякі віруси. Дідьє Раул (Didier Raoult) з Середземноморського університету у Марселі повідомив у тому, що він секвенировал геном найбільшого вірусу — мимивируса. Вірус розміром із невелику бактерію інфікує амеб. Виявилося, що він є чимало генів, про які раніше думали, що вони є тільки в клітинних організмів. Деякі з них беруть участь у синтезі білків, кодованих вірусної ДНК, і, можливо, сприяють кооперації вірусу з клітинної системою реплікації. За словами автора, опубликовавшего працювати журналі Science, неуявна складність цієї додаткової частини геному мимивируса викликає думка про можливий відсутності кордони між вірусами і клітинними организмами-паразитами.

Вирусы і еволюція

У вірусів є своє, дуже довга еволюційна історія, що сягала витоків виникнення одноклітинних організмів. Так, деякі вірусні системи репарації, що забезпечують вирізання неправильних підстав з ДНК і ліквідацію ушкоджень, що виникли під впливом радикалів кисню, тощо., є лише в окремих вірусів і є в незмінному вигляді мільярди.

Тем щонайменше більшість спеціалістів у галузі еволюційної біології вважають віруси неживими об'єктами і приймають їх до уваги для дослідження еволюційних процесів. Вони вважають також, що вірусні гени раніше належали хазяйським клітинам і водночас «ушили «від нього, та був придбали білкову оболонку. Отже, вірус — це «сбежавшие «хазяйські гени, перетворилися на паразитів. За такої погляді на цю проблему не дивовижно, що можливий внесок вірусів у походження видів тварин і підтримку розмаїття залишився поза увагою учених. (І на насправді, з 1205 сторінок «Енциклопедії еволюції «, черговий тому якої вирушив у 2002 р., вірусам присвячені лише чотири сторінки.).

Исследователи не заперечують, що віруси грали якусь роль еволюції. Але, вважаючи їх неживої матерією, ставлять їх до одного ряду зустрічей за такими чинниками, як кліматичні умови. Такий чинник впливав на організми, які мали изменяющимися, генетично детерминируемыми ознаками, ззовні. Організми, більш стійкі до цього впливу, успішно виживали, розмножувалися і передавали свої гени наступним поколінням.

Однако насправді віруси впливали на генетичний матеріал живих організмів не опосередковано, а самим що ні є прямим чином — вони обмінювалися з нею своїми ДНК і РНК, тобто. були гравцями на біологічному полі. Великим сюрпризом для лікарів і биологов-эволюционистов було те, що більша частина частина вірусів виявилося цілком безневинними творіннями, не пов’язаними ні з якими хворобами. Вони спокійно дрімають всередині клеток-хозяев чи використовують їх апарат для свого неспішної відтворення це без будь-якого шкоди клітини. У таких вірусів є купа хитрощів, дозволяють їм уникнути недремного ока імунної системи клітини — кожному за етапу імунної системи вони заготовлено ген, який цю етап контролює чи видозмінює собі на користь.

Более цього у процесі спільного проживання клітини, і вірусу вірусний геном (ДНК чи РНК) «колонізує «геном хазяйської клітини, забезпечуючи його весь новими і новими генами, які у результаті стають невід'ємною частиною геному даного виду організмів. Віруси надають понад швидке і пряму юридичну дію на живі організми, ніж зовнішні чинники, які проводять відбір генетичних варіантів. Чисельність популяцій вірусів разом зі своїм високої швидкістю реплікації і високої частотою мутацій перетворює в основне джерело генетичних інновацій, постійно створює нові гени. Якийсь унікальний ген вірусного походження, мандруючи, переходить від однієї організму до іншому та вносить внесок у еволюційний процес.

Вечно живі

Вирусы, що займають проміжне становище між жвавий і неживим, виявляють несподівані властивості. Ось один із них. Зазвичай віруси реплицируются лише у живих клітинах, але здатні вона зростатиме і в загиблих клітинах, інколи ж навіть повертають останніх до життя. Хоч як дивно, та деякі віруси, будучи зруйнованими, можуть відродитися до «життя в борг » .

Клетка, що має знищена ядерна ДНК, — справжній «небіжчик »: вона позбавлена генетичного матеріалу з інструкціями про діяльність. Але вірус може використовуватиме своєї реплікації решта цілими компоненти клітини, і цитоплазму. Він полонить клітинний апарат, і змушує її використовувати вірусні гени як джерело інструкцій для синтезу вірусних білків і реплікації вірусного геному. Унікальна здатність вірусів повинна розвиватися у загиблих клітинах найяскравіше виявляється, коли господарями служать одноклітинні організми, передусім які населяють океани. (Переважна більшість вірусів живе суші. По оцінкам фахівців, у світовому океані налічується трохи більше 1030 видів вірусних частинок.).

Бактерии, фотосинтезирующие ціанобактерії і водорості, потенційні господарі морських вірусів, нерідко гинуть під впливом ультрафіолетового проміння, яке руйнує їх ДНК. У цьому деякі віруси («постояльці «організмів) включають механізм синтезу ферментів, які відновлюють пошкоджені молекули хазяйської клітини, і повертають її до життя. Наприклад, ціанобактерії містять фермент, що у фотосинтезі, й під дією надлишкового кількості світла іноді руйнується, що зумовлює загибелі клітини. І тоді віруси під назвою цианофаги «включають «синтез аналога бактеріального фотосинтезирующего ферменту, стійкішого до УФ-излучению. Якщо такий вірус інфікує хіба що загиблу клітину, фотосинтезирующий фермент може повернути останню до життя. Отже, вірус ж виконує функцію «генного реаниматора » .

Избыточные дози УФ-излучения можуть призвести загибель і цианофагов, проте іноді їм вдається повернутися до життя за допомоги множинної репарації. Зазвичай, у кожної хазяйської клітині присутній кілька вірусів, у разі їх ушкодження вони можуть зібрати вірусний геном частинами. Різні частини геному можуть бути постачальниками окремих генів, які з іншими генами відновлять функції геному повному обсязі без створення цілого вірусу. Віруси — єдині із усіх живих організмів, здатні, як птах Фенікс, відроджуватися з попелу.

По даним Міжнародного консорціуму з секвенированию геному людини, від 113 до 223 генів, наявних проблем бактерій і окремої людини, відсутні таким добре вивчених організмів, як дріжджі Sacharomyces cerevisiae, плодова мушка Drosophila melanogaster і круглий хробак Caenorhabditis elegans, які перебувають між двома крайніми лініями живих організмів. Одні учені гадають, що дріжджі, плодова мушка і круглий хробак, що з’явилися після бактерій, але до хребетних, просто втратили відповідні гени якогось моменту свого еволюційного розвитку. Інші ж вважають, що гени було передано людині проникшими у його організм бактеріями.

Вместе з колегами зі Інституту вакцин та генної терапії при Орегонском університеті охорони здоров’я нам здається, який існував третій шлях: від початку гени мали вірусне походження, але потім колонізували представників двох різних ліній організмів, наприклад бактерій і хребетних. Ген, яким обдарувала людство бактерія, міг стати переданий двом згаданим лініях вірусом.

Более того, переконані, що саме клітинне ядро має вірусне походження. Поява ядра (структури, наявної тільки в эукариот, зокрема в людини, і відсутньої у прокариот, наприклад у бактерій) не можна пояснити поступової адаптацією прокариотических організмів до постійно змінюваних умов. Воно могло сформуватися з урахуванням предсуществующей высокомолекулярной вірусної ДНК, котра спорудила собі постійне «житло «всередині прокариотической клітини. Свідченням цього служить факт, що ген ДНК-полимеразы (ферменту, що у реплікації ДНК) фага Т4 (фагами називають віруси, які інфікують бактерії) зі своєї нуклеотидної послідовності близький до генам ДНК-полимераз як эукариот, і инфицирующих їх вірусів. З іншого боку, Патрік Фортере (Patrick Forterre) з Південного паризького університету, який досліджував ферменти, що у реплікації ДНК, дійшов висновку, що гени, детерминирующие їх синтез у эукариот, мають вірусне походження.

Вирусы впливають на абсолютно всі форми життя Землі, а вони часто й визначають долю. Водночас теж еволюціонують. Прямим доказом служить поява нових вірусів, як-от вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ), викликає СНІД.

Вирусы постійно видозмінюють межу між біологічним і біохімічним світами. Чим далі ми просуватися у дослідженні геномів різних організмів, тим більше будемо виявляти свідчень присутності них генів з динамічного, дуже древнього пулу. Лауреат Нобелівської премії Сальвадор Лурия (Salvador Luria) в 1969 р. так характеризував вплив вірусів на еволюцію: «Можливо, віруси зі своїми здатністю входитимуть у клітинний геном і залишати його були активними учасниками процесу оптимізації генетичного матеріалу всіх живих істот під час еволюції. Просто ми сьогодні цього помітили ». Незалежно від цього, якого світу — живому чи неживому — ми відносити віруси, що час вивчати не ізольовано, і з урахуванням постійного зв’язку з живими организмами.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.