V priebehu rokov aktívneho rozvoja informačného priestoru si občania už zvykli na tajomné mená H1N1 alebo H5N1 a niektorí už vedia, že prvá je prasacia chrípka a druhá je vtáčia chrípka. Až doteraz však málo bežných pacientov - bývalých aj budúcich - rozumie tomu, ako vírus chrípky funguje a ako presne funguje.
Ako funguje vírus chrípky?
Vírusy chrípky patria do samostatnej rodiny ortomyxovírusov. Ich genóm neobsahuje dvojvláknové vlákno DNA, ako u ľudí, ale jednovláknovú RNA. Navyše tento reťazec pozostáva z 8 samostatných fragmentov kódujúcich celkom iba 11 proteínov. Fragmenty RNA sa dokonca replikujú, to znamená, že sa množia nezávisle od seba. Toto je dôležitý bod, ktorý vysvetľuje, prečo sa vírusy chrípky tak ľahko menia a vytvárajú nové odrody. Ak dva rôzne kmene vírusu chrípky prenikli do tej istej bunky, môžu si vymeniť oddelené sekcie genómu, čím sa zrodia nové, preskupujúce vírusy, ktoré predtým neexistovali.
Vírus má tvar gule. V samom jadre tejto sféry sú fragmenty vlákna RNA, z ktorých každý je spojený so súborom proteínov zodpovedných za replikáciu tohto konkrétneho fragmentu genómu, to znamená, že ide o 8 nukleoproteínov. Všetky tieto nukleoproteíny sú zabalené do nukleokapsidu - bielkovinová škrupina elegantne skrútená skrutkou. A naviac - a to je špeciálna vlastnosť takzvaných obalených vírusov - je ďalší povlak nazývaný superkapsida.
Superkapsid je kritickou entitou vírusu chrípky. Je to vlastne lipidová dvojvrstvová membrána, ktorá obsahuje niekoľko typov glykoproteínov - komplexy proteínov a uhľohydrátov. Vedci určujú, aký druh kmeňa vírusu chrípky sa dostal do skúmavky pomocou glykoproteínov. Vďaka týmto zlúčeninám vírus vstúpi do bunky a rozmnožuje sa. A nakoniec, práve na kontakt s glykoproteínmi sa zameriavajú niektoré účinné lieky proti chrípke.
Proteíny vírusu chrípky sú kľúčom k svetovému vlastníctvu
Propagačné video:
Aké jedinečné zlúčeniny možno nájsť na povrchu superkapsidu vírusu chrípky?
Hemaglutinín
Je to zlúčenina, pomocou ktorej vírus na jednej strane rozpoznáva receptory buniek hostiteľského organizmu a na druhej sa na ne viaže. Protilátky proti hemaglutinínu sa tvoria vtedy, keď človek ochorie určitým kmeňom vírusu chrípky a v budúcnosti poskytuje ochranu proti nemu. Existuje 16 podtypov hemaglutinínu.
Neuraminidázy
Je to enzým, ktorý v prvom rade ničí zložky ochrannej hlienovej vrstvy na slizniciach dýchacích ciest a tým uľahčuje prechod vírusu do cieľovej bunky. Po druhé, neuraminidáza sa podieľa na fúzii vírusovej častice s bunkou. Nakoniec zabezpečuje uvoľňovanie nových vírusových častíc z infikovanej bunky. Ak by neexistovala žiadna neuraminidáza, reprodukčný cyklus by sa obmedzil len na jednu bunku, a to aj bez prejavu akýchkoľvek príznakov choroby. Protilátky proti neuraminidáze sa v našom tele vytvárajú v dôsledku očkovania - bránia šíreniu vírusu chrípky v tele. Existuje 9 podtypov neuraminidázy u vírusov chrípky A a jeden z nich pre chrípku B a C.
M2 proteín
Toto je takzvaný iónový kanál, to znamená nastaviteľná „diera“v membráne vírusu, cez ktorú sa môžu ióny pohybovať. Pretože hovoríme o iónoch, znamená to, že hovoríme aj o nábojoch, ktoré nesú, to znamená, že počas činnosti iónového kanála sa zmení pH vnútri vírusovej častice. Proteín M2 je určený na prenos protónov, tj jadier atómu vodíka s kladným nábojom (H +).
Reprodukcia a virémia
S pomocou neuraminidázy sa teda vírus chrípky dostal cez vrstvu hlienu v respiračnom trakte a dosiahol povrch epiteliálnej bunky, presnejšie k výstelke, ktorá ich obklopuje. Neuraminidáza má špeciálne „vrecko“, cez ktoré sa viaže na malé zvyšky uhľohydrátov (oligosacharidy), ktoré vyčnievajú z bunkovej membrány.
V tomto prípade superkapsid vírusu príde do kontaktu s bunkovou membránou a ich lipidové vrstvy sa zlúčia. Výsledkom je, že nukleokapsid, ktorý, ako si spomíname, obsahuje 8 segmentov RNA, vstupuje do bunky do svojej cytoplazmy.
Kým prebieha proces prenikania vírusového nukleokapsidu do bunky, proteín M2 aktívne pracuje. Čerpá protóny vo vnútri vírusu, čo znamená, že prostredie v ňom sa stáva kyslejšie. V dôsledku týchto manipulácií prenikol obsah nukleokapsidu do jadra bunky. Súčasne sa vírusové RNA segmenty uvoľňujú vo forme komplexov s proteínmi, ktoré dostávajú všetky potrebné zdroje bunky, ktoré majú k dispozícii, a začínajú produkovať nové vírusy. Toto je tiež veľmi premyslený proces, počas ktorého sa vytvárajú „dočasné“mRNA, posielané z jadra do cytoplazmy, aby sa tam organizovala syntéza vírusových proteínov. Potom sa tieto proteíny transportujú do jadra, kde sa vírusové častice konečne zostavia. Niektoré z nových genomických RNA sa používajú na ďalšiu replikáciu vírusového genómu.
Presnosť zostavenia 8 rôznych segmentov vírusovej RNA do jednej budúcej vírusovej častice je možné obdivovať. Je nemožné, aby dva rovnaké segmenty vstúpili do toho istého nukleokapsidu a mechanizmus tohto procesu je stále neznámy. V tomto okamihu môže dôjsť k tvorbe preskupených vírusov, o ktorých sme hovorili vyššie. Nakoniec sa hotové nukleokapsidy pohybujú do cytoplazmy. Pri prechode cez bunkovú membránu dostáva čerstvo zostavený nukleokapsid superkapsidový obal s celou sadou glykoproteínov.
Celý cyklus od prieniku vírusu do bunky po uvoľnenie nových vírusových častíc z neho trvá 6 až 8 hodín. Početné vírusy vychádzajú a infikujú susedné bunky. Menej často sa virióny dostávajú do krvného obehu a sú prenášané v tele. Šírenie vírusu tkanivami a orgánmi sa nazýva virémia. Vrchol replikácie vírusu chrípky sa pozoruje v intervale od 24 do 72 hodín od okamihu, keď vírusové častice vstúpia do epitelu dýchacích ciest.
Ako vírus ovplyvňuje telo?
Keď sa uvoľnia nové virióny, bunky, v ktorých sa rozmnožili, odumrú. Zápalový proces vypukne. Preto je pri chrípke primárne postihnutý horný dýchací trakt, zápal postupne pokrýva priedušnicu a priedušky. Ak vírusy vstúpia do krvného obehu a šíria sa v tele, infekcia sa zovšeobecní a vyvíja sa intoxikácia v tele.
Nebezpečenstvo chrípky spočíva v tom, že ovplyvňuje krvné cievy a nervový systém. Na pozadí infekcie vírusom chrípky existuje masívna tvorba reaktívnych druhov kyslíka (ROS), to znamená, voľných radikálov, ktoré majú tendenciu oxidovať všetko, čo im bráni.
Malo by byť zrejmé, že samotný vírus chrípky neobsahuje toxíny. Toxický účinok vyvolávajú zlúčeniny, ktoré naše telo produkuje v snahe chrániť sa pred vírusom. Táto reakcia je taká násilná a miesto na zavedenie vírusu je vybrané tak „dobre“, že človek trpí vlastným imunitným systémom. Podľa výskumných údajov ROS spúšťa proteolytické procesy - ničenie proteínov. K tomu dochádza v dýchacích cestách na hranici vzduchu, čo vedie k „respiračnému“alebo „metabolickému“výbuchu.
Pretože proces zavádzania a rozmnožovania vírusu sa vyskytuje v respiračnom trakte, sú postihnuté predovšetkým steny kapilár, ktoré sa tam nachádzajú (malé krvné cievy). Stávajú sa krehkejšími, priepustnejšími, čo v závažných prípadoch vedie k narušeniu miestneho krvného obehu, rozvoju hemoragického syndrómu a hrozbe pľúcneho edému. Na pozadí poškodenia cievneho systému sa môže zhoršiť prísun krvi do mozgu a výsledkom je vznik neurotoxického syndrómu.
Imunitný systém v tomto okamihu aktivuje produkciu obrovského množstva cytokínov - látok, ktoré vyvolávajú zápalové reakcie a majú cytotoxický účinok. Normálne by sa mali zaoberať deaktiváciou a elimináciou infekčných agensov. Rozsah procesu je však taký veľký, že sa vyvíja systémová zápalová reakcia.
Výsledkom je, že v dôsledku poškodenia sliznice dýchacích ciest a krvných ciev klesá schopnosť imunitného systému odolávať vonkajším hrozbám a aktivita ochranných krvných buniek neutrofilov sa znižuje. Vo všeobecnosti to vedie k aktivácii existujúcich chronických chorôb a zvyšuje sa riziko bakteriálnej infekcie. Najzávažnejšou a najbežnejšou komplikáciou chrípky je pneumónia.
Rôzne kmene chrípky sa navzájom líšia, najmä v schopnosti aktivovať masívnu produkciu ROS. Preto sú niektoré druhy chrípky závažnejšie, zatiaľ čo iné sú ľahšie. Vo veľkej miere zohrávajú úlohu stav tela pacienta, jeho imunitný stav, skúsenosti so spoznávaním iných kmeňov. Niektoré druhy chrípky sú nebezpečnejšie pre staršie osoby a deti, zatiaľ čo iné častejšie postihujú populáciu v ich najväčšom veku.
Zraniteľnosti vírusu chrípky
Na zastavenie procesu replikácie vírusu v bunkách a jeho šírenia v tele sú potrebné látky, ktoré môžu prerušiť jeho vývojový reprodukčný cyklus.
V roku 1961 vedci navrhli bojovať proti vírusom chrípky s amantadínom. Táto zlúčenina bola schválená na použitie v roku 1966 a v roku 1993 sa objavil rimantadín, jeho analóg. Amantadín (a rimantadín) je schopný blokovať iónové kanály proteínu M2. Týmto sa zastaví replikácia vírusu v počiatočných fázach.
Liečivo bolo veľmi účinné proti vírusom skupiny A, ale nemalo žiadny účinok na vírusy skupiny B a C. až do 90%. Príčinou boli bodové mutácie v genóme vírusu, ktoré sa vyskytli počas liečby adamantanmi. Preto sa dnes rimantadín a jeho ďalšie analógy považujú za neúčinné lieky. Navyše boli spočiatku zbytočné proti vírusom skupín B a C.
V roku 1983 boli vyvinuté inhibítory neuraminidázy - látky, ktoré blokujú schopnosť enzýmu začať proces ponechávania infikovaných buniek na nových viriónoch. To bráni replikácii a šíreniu vírusu.
Medzi inhibítory neuraminidázy patrí oseltamivir (Tamiflu) a zanamivir (Relenza). Od roku 2009 je ďalší liek z tejto skupiny podávaný intravenózne, paramivir, schválený na použitie v Spojených štátoch. Tieto lieky sú v skutočnosti jediné lieky určené špeciálne na boj proti vírusu chrípky. Mali by sa však užiť do 24 - 48 hodín od okamihu prvých prejavov choroby. Neskôr budú neúčinné - množstvo nových vírusov sa už rozšírilo do celého tela.
Všetky ostatné takzvané antivírusové látky neovplyvňujú samotný vírus chrípky ani v určitých štádiách jeho prenikania do tela, rozmnožovania a šírenia.
závery
- Vírus chrípky je konštrukt navrhnutý tak, aby vstupoval do tela cez dýchacie cesty a bol na tento účel vybavený všetkými nevyhnutnými "kľúčmi".
- Existuje iba niekoľko druhov liekov, ktoré pôsobia špecificky na vírus chrípky, berúc do úvahy charakteristiky jeho životného cyklu a štruktúry. Jedno z týchto liekov je však už neúčinné, pretože vírus sa mu prispôsobil. Iné typy liekov sú účinné iba veľmi krátko od okamihu, keď sa objavia prvé príznaky. Proti chrípkový účinok iných liekov nebol dokázaný.
- Preto sa na liečbu chrípky používa symptomatická terapia a monitorovanie stavu pacienta. Vo väčšine prípadov stačí pri chrípke ľahnúť si doma, užívať lieky na zníženie vysokej teploty, ak sa zvýšila na 39 ° C, a ďalšie prostriedky na zmiernenie stavu pacienta. Je dôležité nedovoliť rozvoj komplikácií - na to stačí vytvoriť všetky podmienky, aby telo mohlo bojovať s vírusom.
- Vakcinácia zostáva najlepším spôsobom boja proti vírusu. Aj keď je osoba zaočkovaná proti jednému kmeňu a vyzdvihla iný, dostupné protilátky môžu poskytnúť aspoň minimálnu ochranu a uľahčiť priebeh choroby.
Autor: Nesterova Julia