Przez lata aktywnego rozwoju przestrzeni informacyjnej mieszkańcy przyzwyczaili się już do tajemniczych nazw H1N1 czy H5N1, a niektórzy już nawet wiedzą, że pierwsza to świńska grypa, a druga to ptasia grypa. Ale do tej pory niewielu zwykłych pacjentów - byłych i przyszłych - rozumie, jak działa wirus grypy i jak dokładnie działa.
Jak działa wirus grypy?
Wirusy grypy należą do odrębnej rodziny ortomyksowirusów. Ich genom nie zawiera dwuniciowej nici DNA, jak u ludzi, ale jednoniciowe RNA. Ponadto łańcuch ten składa się z 8 oddzielnych fragmentów kodujących łącznie tylko 11 białek. Fragmenty RNA nawet się replikują, to znaczy rozmnażają się niezależnie od siebie. Jest to ważny punkt, który wyjaśnia, dlaczego wirusy grypy zmieniają się tak łatwo i tworzą nowe odmiany. Jeśli dwa różne szczepy wirusa grypy wnikną do tej samej komórki, mogą wymieniać oddzielne części genomu, dając w ten sposób początek nowym wirusom, które wcześniej nie istniały.
Wirus ma kształt kuli. Sercem tej sfery są fragmenty nici RNA, z których każdy jest powiązany z zestawem białek odpowiedzialnych za replikację tego konkretnego fragmentu genomu, czyli 8 nukleoprotein. Wszystkie te nukleoproteiny są zapakowane w nukleokapsyd - białkową powłokę z wdziękiem skręconą śrubą. A na wierzchu - i to jest szczególna cecha tak zwanych wirusów otoczkowych - jest jeszcze jedna powłoka zwana superkapsydem.
Superkapsyd jest istotą krytyczną dla wirusa grypy. W rzeczywistości jest to dwuwarstwowa błona lipidowa, która obejmuje kilka rodzajów glikoprotein - kompleksów białek i węglowodanów. To na podstawie glikoprotein naukowcy określają, jaki rodzaj szczepu wirusa grypy dostał się do probówki. To dzięki tym związkom wirus wnika do komórki i namnaża się. I wreszcie, właśnie w kontakcie z glikoproteinami celowane są niektóre skuteczne leki przeciw grypie.
Białka powierzchniowe wirusa grypy są kluczem do światowej własności
Film promocyjny:
Jakie unikalne związki można znaleźć na powierzchni superkapsydu wirusa grypy?
Hemaglutynina
Jest to związek, dzięki któremu wirus po pierwsze rozpoznaje receptory komórek organizmu żywiciela, a po drugie przyłącza się do nich. Przeciwciała przeciwko hemaglutyninie powstają, gdy dana osoba zachoruje na pewien szczep wirusa grypy i zapewni ochronę przed nim w przyszłości. Istnieje 16 podtypów hemaglutyniny.
Neuraminidaza
Jest to enzym, który po pierwsze niszczy składniki ochronnej warstwy śluzu na błonach śluzowych dróg oddechowych, ułatwiając w ten sposób przedostanie się wirusa do komórki docelowej. Po drugie, neuraminidaza bierze udział w fuzji cząsteczki wirusa z komórką. Wreszcie zapewnia uwolnienie nowych cząstek wirusa z zakażonej komórki. Gdyby nie było neuraminidazy, to cykl reprodukcyjny byłby ograniczony do jednej komórki, a nawet bez manifestacji jakichkolwiek objawów choroby. W naszym organizmie w wyniku szczepień powstają przeciwciała przeciwko neuraminidazie - zapobiegają one rozprzestrzenianiu się wirusa grypy po całym organizmie. Istnieje 9 podtypów neuraminidazy w wirusach grypy A i po jednym w grypie B i C.
Białko M2
Jest to tak zwany kanał jonowy, czyli regulowana „dziura” w błonie wirusa, przez którą mogą przemieszczać się jony. Skoro mówimy o jonach, to znaczy, że mówimy również o ładunkach, które niosą, czyli podczas działania kanału jonowego zmieni się pH wewnątrz cząsteczki wirusa. Białko M2 jest przeznaczone do przenoszenia protonów, czyli jąder atomu wodoru o ładunku dodatnim (H +).
Rozmnażanie i wiremia
Tak więc, z pomocą neuraminidazy, wirus grypy przedostał się przez warstwę śluzu w drogach oddechowych i dotarł do powierzchni komórki nabłonka, a dokładniej do wyściełającego je rzęskowego nabłonka. Neuraminidaza posiada specjalną „kieszeń”, przez którą wiąże się z małymi resztkami węglowodanów (oligosacharydami) wystającymi z błony komórkowej.
W tym przypadku superkapsyd wirusa wchodzi w kontakt z błoną komórkową, a ich warstwy lipidowe łączą się. W rezultacie nukleokapsyd, który zawiera, jak pamiętamy, 8 segmentów RNA, dostaje się do komórki, do jej cytoplazmy.
Podczas gdy trwa proces wnikania nukleokapsydu wirusa do komórki, białko M2 aktywnie działa. Pompuje protony wewnątrz wirusa, co oznacza, że środowisko wewnątrz wirusa staje się coraz bardziej kwaśne. W wyniku tych manipulacji zawartość nukleokapsydu wnika do jądra komórkowego. Jednocześnie wirusowe segmenty RNA uwalniane są w postaci kompleksów z białkami, które otrzymują do swojej dyspozycji wszystkie niezbędne zasoby komórki i rozpoczynają produkcję nowych wirusów. Jest to również bardzo przemyślany proces, podczas którego powstają „tymczasowe” mRNA, wysyłane z jądra do cytoplazmy w celu zorganizowania tam syntezy białek wirusowych. Następnie białka te są transportowane do jądra, gdzie ostatecznie gromadzą się cząsteczki wirusa. Niektóre z nowych genomowych RNA są wykorzystywane do dodatkowej replikacji genomu wirusa.
Można jedynie podziwiać precyzję złożenia 8 różnych segmentów wirusowego RNA w jedną przyszłą cząstkę wirusa. Niemożliwe jest, aby dwa identyczne segmenty weszły do tego samego nukleokapsydu, a mechanizm tego procesu jest nadal nieznany. W tym momencie może mieć miejsce tworzenie się reasortowanych wirusów, o których mówiliśmy powyżej. Wreszcie gotowe nukleokapsydy przenoszą się do cytoplazmy. Przechodząc przez błonę komórkową, świeżo złożony nukleokapsyd otrzymuje superkapsydową otoczkę z całym zestawem glikoprotein.
Cały cykl od wniknięcia wirusa do komórki do uwolnienia z niej nowych cząstek wirusa trwa od 6 do 8 godzin. Liczne wirusy infekują sąsiednie komórki. Rzadziej wiriony dostają się do krwiobiegu i są rozprowadzane po całym organizmie. Rozprzestrzenianie się wirusa przez tkanki i narządy nazywa się wiremią. Szczyt replikacji wirusa grypy obserwuje się w przedziale od 24 do 72 godzin od momentu dostania się cząstek wirusa do nabłonka dróg oddechowych.
Jak wirus wpływa na organizm?
Kiedy uwalniane są nowe wiriony, komórki, w których się rozmnażają, umierają. Wybucha proces zapalny. Dlatego grypa dotyczy przede wszystkim górnych dróg oddechowych, stopniowo zapalenie obejmuje tchawicę i oskrzela. Jeśli wirusy dostają się do krwiobiegu i rozprzestrzeniają się po całym organizmie, infekcja staje się uogólniona i rozwija się odurzenie organizmu.
Niebezpieczeństwo grypy polega na tym, że wpływa ona na naczynia krwionośne i układ nerwowy. Na tle zakażenia wirusem grypy dochodzi do masowego tworzenia reaktywnych form tlenu (RFT), czyli wolnych rodników, które mają tendencję do utleniania wszystkiego, co stanie im na drodze.
Należy rozumieć, że sam wirus grypy nie zawiera toksyn. Toksyczny efekt wywierają związki, które nasz organizm wytwarza, próbując chronić się przed wirusem. Ta reakcja jest tak gwałtowna, a miejsce wprowadzenia wirusa jest tak „dobrze” wybrane, że osoba cierpi z powodu własnego układu odpornościowego. Według danych badawczych, RFT wyzwalają procesy proteolizy - niszczenia białek. Dzieje się to w drogach oddechowych na granicy powietrza, powodując eksplozję „oddechową” lub „metaboliczną”.
Ponieważ proces wprowadzania i namnażania wirusa zachodzi w drogach oddechowych, wpływa to przede wszystkim na ściany znajdujących się tam naczyń włosowatych (małe naczynia krwionośne). Stają się bardziej kruche, przepuszczalne, co w ciężkich przypadkach prowadzi do przerwania miejscowego krążenia krwi, rozwoju zespołu krwotocznego i zagrożenia obrzękiem płuc. Na tle uszkodzenia układu naczyniowego dopływ krwi do mózgu może ulec pogorszeniu, w wyniku czego powstaje zespół neurotoksyczny.
Układ odpornościowy w tym czasie aktywuje produkcję ogromnej ilości cytokin - substancji, które wyzwalają reakcje zapalne i mają działanie cytotoksyczne. Zwykle powinni zajmować się inaktywacją i eliminacją czynników zakaźnych. Ale skala tego procesu jest tak wielka, że rozwija się ogólnoustrojowa reakcja zapalna.
W efekcie na skutek uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych i naczyń krwionośnych spada zdolność układu odpornościowego do przeciwstawiania się zagrożeniom zewnętrznym, zmniejsza się aktywność ochronnych krwinek neutrofili. Generalnie prowadzi to do aktywacji istniejących chorób przewlekłych i zwiększa zagrożenie infekcją bakteryjną. Najpoważniejszym i najczęstszym powikłaniem grypy jest zapalenie płuc.
Różne szczepy grypy różnią się od siebie w szczególności zdolnością do aktywowania masowej produkcji RFT. Dlatego niektóre rodzaje grypy są cięższe, a inne łatwiejsze. Stan organizmu pacjenta, jego odporność, znajomość innych szczepów odgrywają niemałą rolę. Niektóre rodzaje grypy są bardziej niebezpieczne dla osób starszych i dzieci, podczas gdy inne częściej dotykają populację w sile wieku.
Luki w zabezpieczeniach wirusa grypy
Aby zatrzymać proces replikacji wirusa w komórkach i jego rozprzestrzeniania się w organizmie, potrzebne są substancje, które mogą przerwać jego ewolucyjny cykl reprodukcji.
W 1961 roku naukowcy zaproponowali zwalczanie wirusów grypy za pomocą amantadyny. Związek ten został dopuszczony do użytku w 1966 roku, aw 1993 roku pojawiła się rymantadyna, jej analog. Amantadyna (i rymantadyna) są w stanie blokować kanały jonowe białka M2. To zatrzymuje replikację wirusa na początkowych etapach.
Lek był bardzo skuteczny przeciwko wirusom z grupy A, ale nie miał wpływu na wirusy z grupy B i C. W 2006 roku Amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) opublikowało dane na temat niezwykle wysokiej odporności (odporności) niektórych szczepów wirusa na adamantany, sięgając do 90%. Przyczyną były mutacje punktowe w genomie wirusa, które wystąpiły podczas leczenia adamantanem. Dlatego dziś rymantadyna i jej inne analogi są uważane za nieskuteczne leki. Ponadto początkowo były bezużyteczne przeciwko wirusom z grup B i C.
W 1983 roku opracowano inhibitory neuraminidazy - substancje, które blokują zdolność enzymu do rozpoczęcia procesu opuszczania zakażonej komórki dla nowych wirionów. To zapobiega replikacji i rozprzestrzenianiu się wirusa.
Inhibitory neuraminidazy obejmują oseltamiwir (Tamiflu) i zanamiwir (Relenza). Od 2009 roku inny lek z tej grupy, podawany dożylnie, paramiwir, został dopuszczony do stosowania w Stanach Zjednoczonych. Te leki są w rzeczywistości jedynymi lekami zaprojektowanymi specjalnie do zwalczania wirusa grypy. Ale należy je przyjąć w ciągu 24-48 godzin od momentu pierwszych objawów choroby. Później będą nieskuteczne - wiele nowych wirusów rozprzestrzeniło się już po całym organizmie.
Wszystkie inne tak zwane środki przeciwwirusowe nie działają na samego wirusa grypy ani na określonych etapach jego przenikania do organizmu, rozmnażania się i rozprzestrzeniania.
wnioski
- Wirus grypy jest konstruktem zaprojektowanym przez naturę, aby dostać się do organizmu przez drogi oddechowe i wyposażonym w tym celu we wszystkie niezbędne „klucze główne”.
- Istnieje tylko kilka rodzajów leków, które działają specyficznie na wirusa grypy, biorąc pod uwagę charakterystykę jego cyklu życiowego i struktury. Ale jeden z tych leków jest już nieskuteczny, ponieważ wirus się do niego przystosował. Inne rodzaje leków działają tylko przez bardzo krótki okres od momentu pojawienia się pierwszych objawów. Nie udowodniono działania przeciwgrypowego innych leków.
- Dlatego w leczeniu grypy stosuje się leczenie objawowe i monitorowanie stanu pacjenta. W większości przypadków przy grypie wystarczy po prostu położyć się w domu, przyjmować leki obniżające temperaturę, jeśli wzrosła do 39 ° C, oraz inne sposoby na złagodzenie stanu pacjenta. Ważne jest, aby nie dopuścić do rozwoju komplikacji - w tym celu wystarczy stworzyć wszystkie warunki dla organizmu do walki z wirusem.
- Szczepienie pozostaje najlepszym sposobem walki z wirusem. Nawet jeśli dana osoba zostanie zaszczepiona przeciwko jednemu szczepowi i złapana na inny, dostępne przeciwciała mogą zapewnić przynajmniej minimalną ochronę i ułatwić przebieg choroby.
Autor: Nesterova Julia