Использование вирусов человеком кратко

Обновлено: 04.07.2024

На современного человека обрушиваются просто потоки информации о всё новых штаммах вирусов, вызываемых ими новых инфекциях, эпидемиях и экономических бедствиях, связанных с ними. Даже далёкие от медицины люди немало наслышаны про ВИЧ, птичий и свиной грипп, атипичную пневмонию, лихорадку Эбола, не говоря уже про коронавирус. Но, как и всякого явления, есть у мира злобных вирусов и обратная сторона, где человечество уже почерпнуло много полезного и не исключено, что самые главные открытия ещё впереди. Ниже представлено несколько научных областей, где вирусы приносят реальную пользу людям и экосистеме Земли.

По приблизительным оценкам, на Земле насчитывается более 1000 разновидностей вирусов. Основное место обитания многих из них -это водная среда. Если волки считаются санитарами леса, то вирусы, согласно современным представлениям, с полным основанием можно назвать санитарами морей и океанов. Вирусная инфекция является причиной гибели примерно пятой части всех морских микроорганизмов. Распадаясь, погибшие клетки пополняют окружающую среду не только новыми вирусами, но и своей цитоплазмой, содержащей немало легкоусвояемых питательных веществ для других микроорганизмов. Этот круговорот протекает чрезвычайно быстро. Вирусы являются основными агентами, ответственными за быстрое уничтожение вредоносного цветения водорослей, помогают поддерживать экологический баланс полезных видов морских сине-зеленых водорослей, и, таким образом, адекватное производство кислорода для жизни на Земле. Современные данные заставляют совершенно по-новому взглянуть на то, как функционирует глобальная экосистема океана. Всего несколько лет назад никто и предположить не мог, сколь важную роль играют в них вирусы.

ВИЧ, вероятно, один из самых печально известных вирусов XX и XXI века. Тем не менее, другой вирус, GBV-C, привлекает внимание ученых из-за его воздействия на людей, инфицированных ВИЧ. GBV-C является членом семейства вирусов Flaviviridae и может также называться гепатитом G. Интересный аспект этого вируса заключается в том, что он влияет на прогрессирование ВИЧ. Проще говоря, люди, у которых есть и ВИЧ, и GBV-C, как правило, демонстрируют более медленное прогрессирование заболевания и развития иммунодефицита и, соответственно, повышенные шансы на выживание - что довольно удивительно. Известны и другие примеры конкуренции между вирусами, которые могут быть использованы в медицинской практике.

§ 26. Значение вирусов в жизни человека. Вирусные заболевания и их профилактика

Как вы уже знаете, тип биотических отношений, возникающих между вирусом и его хозяином, относят к паразитизму. Основанием для этого является то, что подавляющее большинство вирусов в ходе своего размножения наносит вред организму хозяина.

При поражении вирусом клетка тратит свои ресурсы не на собственные нужды, а на воспроизводство вирусных частиц, что уже является неблагоприятным воздействием. Многие вирусы в период размножения с помощью специальных белков ограничивают биосинтез ряда собственных белков клетки, что еще больше вредит хозяину. Большинство инфицированных клеток гибнет либо при освобождении новых вирусных частиц, либо в результате исчерпания своих ресурсов. Все это приводит к развитию тех или иных заболеваний на уровне многоклеточного организма.

Вызываемые вирусами болезни сельскохозяйственных растений и животных наносят человечеству существенный материальный ущерб. Вирусы могут вызывать гибель микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах, нарушая тем самым производство продуктов питания, а также антибиотиков, витаминов и других биологически активных веществ. Особое внимание приходится уделять вирусам, паразитирующим в клетках человека.

Вирусные заболевания человека. Болезни, вызываемые вирусами, относятся к категории наиболее опасных инфекционных заболеваний человека. Многие инфекционные болезни характеризуются способностью поражать большое количество людей одновременно, что существенно снижает возможности оказания необходимой медицинской помощи. Но вирусные заболевания занимают особое положение. Если против инфекций, вызываемых паразитическими бактериями, медицина в XX в. нашла эффективно действующие лечебные препараты — антибиотики, то противовирусных средств в арсенале врачей существенно меньше.

Дело в том, что суть лечения при инфекционном заболевании сводится к ограничению размножения вызвавшего болезнь микроорганизма. В зависимости от химической природы антибиотики способны воздействовать на определенные структуры клеток бактерий и нарушать тем самым процессы их жизнедеятельности. Подействовать подобным образом на находящиеся вне клетки вирусные частицы практически невозможно, т. к. для них собственный обмен веществ не характерен. Для предотвращения размножения вируса необходимо найти такие вещества, которые бы нарушали тот или иной этап в его размножении, но при этом не оказывали пагубного влияния на жизнедеятельность клетки-хозяина. Сделать это гораздо труднее, поскольку вирус использует для своего размножения именно системы жизнедеятельности клетки. Поэтому в борьбе с вирусными заболеваниями важнейшую роль играет профилактика — предотвращение заражения.

Профилактические меры в современной системе здравоохранения предусматривают соблюдение санитарно-гигиенических норм и правил поведения, а также создание активного иммунитета у широких слоев населения.

Обычно источником вирусных частиц являются болеющие люди. Поэтому контакты с ними, а также с предметами обихода, на которые могли попасть вирусы от больного, необходимо свести к минимуму. При заболеваниях дыхательной системы важной мерой профилактики является использование защитных масок, закрывающих рот и нос. Надевать такие маски следует как болеющим людям, так и контактирующим с ними. Ношение маски в местах массового скопления людей (общественный транспорт, магазины, места учебы или работы и т. п.) в период объявленных эпидемий существенно уменьшает распространение вирусов.

Мытье рук с мылом и их обработка дезинфицирующими средствами способствует защите от всех групп вирусов, поскольку через инфицированные руки вирус попадает на пищу, предметы обихода и далее в соответствующие входные ворота.

Особое место занимает профилактика ВИЧ-инфекции. Возбудитель этого заболевания — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) передается при попадании крови зараженного человека во внутреннюю среду или на слизистые оболочки здоровых людей. Поэтому не следует использовать режущие и колющие предметы (иглы, шприцы, маникюрные инструменты, приборы для нанесения татутировки и т. п.), на которых могла остаться кровь другого человека. Содержащими вирус выделениями человека могут быть также семенная и вагинальная жидкости. С учетом этого рекомендовано вступать в незащищенные половые контакты только с партнерами, которым вы доверяете, либо использовать презервативы. К профилактическим мерам относится и добровольное тестирование на наличие заражения. *Для этого необходимо обратиться в соответствующие медицинские лаборатории, если у вас возникли опасения по поводу возможного заражения. До получения результатов тестирования следует избегать контактов, при которых от вас могут заразиться здоровые люди. ВИЧ-инфицированные люди при соблюдении рекомендованных правил поведения не представляют опасности для окружающих и являются полноправными членами общества. Таким людям следует оказывать психологическую поддержку и способствовать в получении возможностей для лечения.*

ВИЧ-инфекция относится к медленнотекущим инфекционным заболеваниям. Несмотря на то что полностью излечить зараженного ВИЧ человека современная медицина не в состоянии, сдерживать развитие инфекционного процесса возможно. Существует ряд медицинских препаратов, применение которых уменьшает темпы размножения вируса. Лечение такими препаратами позволяет отдалить на годы наступление смертельно опасного этапа в инфекционном процессе, который называется синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Смертельная опасность связана с тем, что организм ВИЧ-инфицированного человека перестает защищаться от возбудителей заболеваний. Несмертельные для здоровых людей болезни становятся причиной гибели зараженных ВИЧ.

*Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рассматривает лечение ВИЧ-инфицированных как часть профилактики ВИЧ-инфекции. Это не только помощь болеющим, но и сдерживание распространения вируса.*

Описанные выше рекомендации не обязательны для исполнения, их выполнение зависит от личного желания каждого человека. Но при определенных условиях санитарно-гигиенические меры профилактики должны осуществляться в обязательном порядке и под контролем работников эпидемиологических служб. При особо опасных инфекциях может быть объявлен карантин — комплекс противоэпидемических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на предотвращение эпидемии. Нарушения карантинного режима преследуются по закону.

Некоторые вирусы попадают в организм человека при укусах кровосососущих членистоногих (комаров, клещей, вшей). *К распространяемым таким образом вирусным болезням относятся вирусный клещевой энцефалит, желтая лихорадка, лихорадка денге, лихорадка Западного Нила, лихорадка Зика и др.* В этом случае профилактика заключается в ограничении контакта с переносчиками вирусов.

Вирус бешенства способен вызвать заболевание не только у человека, но и у ряда видов животных, в том числе и домашних (собаки, кошки). Он поражает нервные клетки, что делает поведение животных более агрессивным. Укусы, нанесенные заболевшим животным человеку, могут приводить к его заражению. Поэтому, если вас укусило животное, следует обязательно обратиться к врачу для получения профилактической помощи.

В начале ХХI в. к уже известным медицине вирусным заболеваниям человека добавилась коронавирусная инфекция. Возбудитель этой болезни ведет свое происхождение от коронавирусов, обитавших в организме летучих мышей. В результате природных генетических изменений появились варианты коронавируса, способные размножаться в клетках человека. Как и другие возбудители заболеваний дыхательной системы (например вирусы гриппа), коронавирусы передаются от человека к человеку воздушно-капельным путем, поэтому основной мерой профилактики является ограничение контактов между людьми и защита органов дыхания от попадания вирусов с помощью закрывающих рот и нос масок.

Описанные меры профилактики помогают бороться с болезнетворными вирусами, но не решают проблему окончательно. Полностью избавить человечество от той или иной вирусной инфекции можно путем создания у людей искусственного активного иммунитета. Как вы помните из курса биологии 9-го класса, данная форма иммунитета возникает в результате вакцинации (прививки).

*Прививание осуществляется медицинскими службами с использованием противовирусных вакцин, которые изготавливают из болезнетворных вирусов или их белков. Воздействие вакцины на человека обеспечивает развитие устойчивости, сходной с той, которая возникает после перенесенного заболевания. При этом болезни как таковой не возникает, но формируется иммунологическая память, которая делает человека защищенным от возбудителя.*

Профилактика с помощью вакцин требует значительно бóльших материальных и финансовых затрат, но дает очень хорошие результаты. Массовое прививание населения во многих странах мира в течение ХХ в. привело к значительному сокращению числа случаев заболевания такими вирусными болезнями, как оспа, полиомиелит, гепатит В и др. В 1977 г. Всемирная организация здравовохранения объявила об окончательной победе над вирусом натуральной оспы и отмене обязательной вакцинации против этого ранее широко распространенного заболевания.

Объяснение такого эффекта массового прививания кроется в высокой специфичности возбудителей. Поскольку вирус является обязательным паразитом человека (т. е. нигде, кроме клеток человеческого организма, размножаться не может), прививание большинства людей фактически лишает его среды обитания. Численность вируса падает настолько сильно, что он может полностью исчезнуть. В этом случае проблема связанного с ним заболевания решается полностью и окончательно.

Против вирусов, обладающих высоким уровнем изменчивости, приходится применять особый вариант вакцинопрофилактики. В этом случае используются препараты, представляющие собой сочетание вакцин против нескольких вариантов вируса. Например, для профилактики гриппа проводится ежегодная вакцинация против трех наиболее распространенных в текущем году штаммов возбудителя. Это позволяет не допускать в последние десятилетия эпидемий гриппа, которые еще 15 лет назад ежегодно возникали в большинстве стран. В настоящее время ведется интенсивная работа по созданию подобных поливакцин против коронавирусной инфекции.

Однако для достижения подобных результатов нужна не только огромная многолетняя работа ученых, медицинских работников, создателей и производителей вакцин. Важнейшей составляющей такой профилактики является правильное отношение к вакцинации каждого человека. Если по состоянию здоровья вакцинация вам не противопоказана, то уклоняться от обязательных прививок — значит препятствовать борьбе человечества с возбудителем болезни. Важно и то, что, прививаясь, мы не только сохраняем собственное здоровье, но и защищаем окружающих людей. Чем больше людей привито, тем меньше вероятность заражения тех, кто не мог быть привит.

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ.

Что такое вирус?

Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм.

Как устроен вирус?

В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.
Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.

Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.

Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных. Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!

Как вирус попадает в организм?

через физические повреждения (например, порезы на коже)
путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)

к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
к нервной ткани (вирус простого герпеса)
к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)

Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.

Выход вируса

Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.

Скорость распространения вирусной инфекции

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.

Вирусная латентность

Как вирус распространяется?

воздушно-капельный (кашель, чихание)
с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)

Почему с вирусами так тяжело бороться?

Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.

Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.

Коронавирус

Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует.

К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами.

Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.

Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.

Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:

Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.

Всегда ли вирусы опасны и как использовать их на благо человечества?

01 Природа вирусов
02 Живые ли вирусы?
03 Что вы знаете о вирусах?

04 Механизмы вирусного заражения
05 Кого заражают вирусы?
06 Вирусы в организме человека

07 Стратегии выживания вирусов
08 Вирусное наследство в геноме человека
09 Почему вирусы так важны для эволюции?
10 Эндогенные вирусы

11 Защитные механизмы организмов
12 Противовирусные препараты
13 Сможете одолеть вирус?

Вирусы пугают: мы их не видим, но они заставляют нас болеть. Мы воспринимаем вирусы как угрозу, однако они сыграли ключевую роль в эволюции живого на Земле, и многие функции организма мы получили именно благодаря вирусным генам в нашей ДНК. Современные вирусы тренируют нашу иммунную систему, а ученые используют их для лечения болезней и создания энергоэффективных материалов. В этом гиде мы разберемся, как устроены и какими бывают вирусы. Сколько вирусов живет в организме человека? Как иммунная система защищается от вирусной угрозы? Какие вирусы на самом деле вредны, а какие полезны? И какие существуют вирусные технологии? Гид будет дополняться, так что сохраняйте его в личном кабинете, чтобы не потерять!

доктор биологических наук, заведующий отделом межклеточного взаимодействия Национальных институтов здоровья США, профессор факультета Биоинженерии и биоинформатики МГУ им. Ломоносова

Что такое вирусы

Как открыли вирусы и чем они отличаются от других патогенов

Почувствуйте себя вирусологом

Следите за прогрессом

Вирус и хозяин

Вирусолог Леонид Марголис о том, какие бывают вирусы, как они заражают и от чего зависит их патогенность

Какие организмы подвержены вирусным заболеваниям

Вирусолог Леонид Марголис о сосуществовании с вирусами и о том, можно ли родиться с вирусом и жить с ним всю жизнь

Симбиоз человека и вируса

Вирусолог Леонид Марголис о вирусных мутациях, приспособляемости и симбиозе с человеком

Вирусолог Леонид Марголис о том, как вирусы попадают в геном человека

Как вирусы оказались одним из важнейших факторов эволюции живого

О полезных и вредных генах вирусов в нашем геноме, о том, как вирусы встраиваются в ДНК и как вирусные последовательности связаны с шизофренией и другими болезнями

Противостояние вирусам

Как вирусы проникают в организм, можем ли мы от них защититься и чем нам помогает высокая температура

Какие болезни не лечатся лекарствами и правы ли антипрививочники

Проверьте, сможете ли вы одолеть вирус.

О гиде
- 01 Природа вирусов
- 02 Живые ли вирусы?
- 03 Что вы знаете о вирусах?
- 04 Механизмы вирусного заражения
- 05 Кого заражают вирусы?
- 06 Вирусы в организме человека
- 07 Стратегии выживания вирусов
- 08 Вирусное наследство в геноме человека
- 09 Почему вирусы так важны для эволюции?
- 10 Эндогенные вирусы
- 11 Защитные механизмы организмов
- 12 Противовирусные препараты
- 13 Сможете одолеть вирус?
Другие гиды и курсы ПостНауки

Излучение и материя

Как альфа-, бета-, гамма- и другие могут увидеть то, что скрыто, и изменить привычные свойства материи

Самоорганизация будущего

Как мы будем работать в будущем?

Среда выживания

Гид по биологическим угрозам современности

Эпоха Сталина

11 материалов историка Олега Хлевнюка о зарождении и гибели сталинской эпохи, проблемах ее интерпретации и значении для мировой истории

Читайте также: