Бактерии и вирусы из стекла

Обновлено: 12.05.2024

Кем приходятся друг другу представителя микромира – вирусы и бактерии? Можно ли считать их врагами, друзьями, кровными родственниками или партнерами? Разберемся в их взаимодействии и роли в человеческом организме.

Чаще всего человек знакомится с вирусами и бактериями в сезон простуд. Острые респираторные инфекции – одни из самых распространенных заболеваний в мире. Большая часть таких болезней возникает из-за вирусов и бактерий, попадающих в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом и оседающих на слизистых оболочках носа или рта 1 .

Для понимания процесса заражения можно привести аналогию с любым публичными заведением, которое в нашем случае является организмом человека. Через открытые двери в заведение попадают различные гости – вирусы и бактерии. Некоторые бактерии являются интеллигентной публикой и вреда не приносят, а некоторым вход категорически запрещен: они могут спровоцировать настоящий конфликт. Что касается вирусов – это, по большей части, бандиты. Не стоит ждать от них ничего хорошего.

Так в чем заключается основная разница между ними? Для начала нужно четко понять, что они представляют собой, а уже на основании этого определить разницу и принцип воздействия на организм.

Что такое вирусы

Вирус – это мельчайший организм, который способен существовать и размножаться только внутри живых клеток. Во внешней среде вирус находится в микрочастицах биологического материала, но размножается исключительно в клетках живых существ. Другими словами, вирус не активен до тех пор, пока не окажется внутри человека 2 .

А попадает он туда следующим образом:

Воздушно-капельным путем, как и большинство респираторных инфекций
При употреблении грязной воды, с пищей, при несоблюдении правил гигиены
От матери к будущему ребенку
Контактным – при тесном контакте через кожу или слизистые оболочки
Парентеральным способом – минуя желудочно-кишечный тракт, посредством инъекций

После попадания в организм вирус вначале прикрепляется к клетке, затем доставляет в нее свой биологический геном, теряет оболочку и только потом размножается. После размножения вирус покидает клетку, а инфекционный агент распространяется вместе с кровью, продолжая тотальное заражение. Вирусы могут подавлять иммунную систему 2 .

Что такое бактерии

Бактерия представляет собой полноценный, пусть и одноклеточный организм. Она умеет размножаться благодаря делению, чем активно и занимается в природе или внутри человека 3 .

Далеко не все бактерии вызывают инфекционные заболевания. Некоторые приносят пользу и живут в органах тела. Например, молочнокислые или бифидобактерии, которые обитают в кишечнике и желудочном тракте, активно участвуют в процессе жизнедеятельности человека и фактически составляют часть его иммунной защиты 3 .

Попадание бактерий в организм повторяет пути вирусов. Но размножение бактерий осуществляется чаще вне клетки, чем внутри нее. Список болезней, которые развиваются в результате их проникновения в тело человека, чрезвычайно велик. Бактерии могут вызывать 3 :

Респираторные болезни (чаще всего их вызывают стафилококки и стрептококки)
Инфекции ЖКТ (провоцируются кишечной палочкой и энтерококками)
Поражения нервной системы (бывают вызваны менингококками)
Ряд заболеваний репродуктивной системы и др.

Размножаясь, они распространяются по кровяному руслу, что приводит к генерализации инфекции и клиническому утяжелению состояния больного. Бактерии также в состоянии подавлять иммунную систему, из-за чего организму становится тяжелее противостоять вирусам 3 .

Чем отличается вирус от бактерии

Таким образом, и вирусы, и бактерии способны поражать организм, вызывая инфекционное заражение. Ключевая разница между ними – в механизме размножения. Вирусы не могут размножаться во внешней среде, поэтому им необходимо внедриться в клетку. Бактерии размножаются делением и могут жить во внешней среде длительное время, дожидаясь попадания в организм человека. Соответственно, механизмы для противобактериальной и противовирусной защиты также должны различаться 4 .

Подведем краткие итоги. Отличия вируса от бактерии таковы 4 :

Размер и форма существования. Вирус – простейшая жизненная форма, бактерия – одноклеточное живое существо.
Жизнедеятельность. Вирус существует только внутри клетки и заражает её, после чего происходит размножение (клонирование). Бактерия живет полноценной жизнью, размножаясь делением, а организм для неё – лишь благоприятное место существования.
Форма проявления. Вирусам свойственно проявлять себя повышением температуры тела, общей слабостью, мышечными и суставными болями. Бактерии проявляют себя нездоровыми выделениями (гнойные или как специфический налет).

Типичные вирусные заболевания: ОРВИ, грипп, герпес, корь и краснуха. Также к ним относятся энцефалит, гепатиты, оспа, ВИЧ и др.

Типичные бактериальные заболевания: сифилис, коклюш, холера, туберкулез, дифтерия, брюшной тиф и кишечные инфекции, ИППП.

Бывает, что и те, и другие вызывают одно заболевание совместно. Подобный симбиоз требует особого лечения. Примером могут служить: синусит, тонзиллит, менингит, пневмония и другие заболевания 5 .

Борьба с вирусами и бактериями

Иммуномодулятор ИРС®19 станет помощником на пути к здоровому и крепкому иммунитету. В его составе заключена смесь лизатов бактерий, которые представляют собой специально выделенные части бактерий-вредителей. Лизаты активируют иммунную систему и направляют ее на борьбу с бактериями и вирусами. Препарат обладает высоким уровнем безопасности и может назначаться для профилактики инфекций у взрослых и детей старше 3-х месяцев. Он был многократно протестирован и показал отличные результаты в борьбе с инфекциями, в т.ч с ОРВИ 6 .

Художник Люк Джерром выдувает из стекла увеличенные модели бактерий и вирусов, чтобы показать, что красоту можно найти везде – даже в том, что пытается нас убить. Художник Люк Джеррам (Luke Jerram) создаёт из стекла модели особо опасных вирусов и бактерий, увеличенные в миллионы раз. При разработке скульптур, Люка консультрует вирусолог Бристольского университета – Эндрю Дэвидсон.

Художник Люк Джеррам – многожанровый художник. В сферу его интересов входят скульптуры, инсталляции и создание арт-проектов.

Кишечная палочка часто встречается в нижней части кишечника теплокровных организмов. Большинство её штаммов безвредны и являются частью нормальной флоры кишечника, однако серотип O157:H7 может вызывать пищевые отравления. Кишечная палочка приносит пользу, например, синтезируя витамин К и предотвращая развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике.

Этот вирус заражает бактерии E.coli, он использовался в течение 60 лет в бывшем Советском Союзе и Восточной Европе как альтернатива антибиотикам. Имеет потенциал в качестве терапии, направленной против нескольких лекарственно-устойчивых штаммов многих бактерий. Является самым сложным экспонатом, который сделал Люк и его команда.

Вирус свиного гриппа. Свиной грипп – условное название заболевания людей и животных, вызываемого штаммами вируса гриппа. Название широко распространялось в СМИ в начале 2009 года.

Свиной грипп распространён среди домашних свиней в США, Мексике, Канаде, Южной Америке, Европе, Кении, материковом Китае, Тайване, Японии и других странах Азии. При этом вирус может циркулировать в среде людей, птиц и других организмов, этот процесс сопровождается его мутациями.

Малярийный паразит. Малярия – это группа инфекционных заболеваний, передаваемых человеку при укусах комаров рода Anopheles и сопровождающихся лихорадкой, ознобами, спленомегалией (увеличением размеров селезёнки), гепатомегалией (увеличением размеров печени), анемией. Характеризуется хроническим рецидивирующим течением. Вызывается паразитическими протистами рода Plasmodium.

Скульптура вируса иммунодефицита человека. Попадая в организм человека, ВИЧ заражает CD4+ лимфоциты, макрофаги и некоторые другие типы клеток. Проникнув же в указанные типы клеток, вирус начинает активно в них размножаться. Это приводит к разрушению зараженных клеток. Присутствие ВИЧ со временем вызывает нарушение иммунной системы из-за избирательного уничтожения им иммунокомпетентных клеток. Вышедшие из клетки вирусы внедряются в новые, и цикл повторяется. Постепенно число CD4+ лимфоцитов снижается настолько, что организм уже не может противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые не опасны или мало опасны для здоровых людей с нормальной иммунной системой.

Вирус натуральной оспы. Вирусы оспы – самые крупные вирусы, содержащие ДНК, молекулярная масса которой больше, чем у любого другого вируса животных. Они широко распространены в природе, вызывают заболевания позвоночных и беспозвоночных с летальным исходом или в виде легко протекающей продолжительной инфекции с образованием доброкачественных опухолей. Оспа передаётся членистоногими при прямом контакте, аэрозольно или механически.

Вирус, вызывающий тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС) являющийся тяжелой формой пневмонии. Изолирован в 2003 году. Заражение вирусом атипичной пневмонии приводит к острой дыхательной недостаточности, реже — к летальному исходу. Это яркий пример того, насколько быстро может распространяться болезнь, а также быстроты реакции современной системы здравоохранения на возникающие угрозы.

Вирус папилломы человека. Вирус папилломы человека передаётся только от человека к человеку и приводит к изменению характера роста тканей. Известно более 100 видов ВПЧ. Из них более 40 вызывают поражение аногенитального тракта мужчин и женщин и появление остроконечных кондилом. Некоторые из них безвредны, другие вызывают бородавки, некоторые провоцируют рак.

Вирус птичьего гриппа – острая инфекционная вирусная болезнь птиц, характеризующаяся поражением органов пищеварения, дыхания, высокой летальностью. Относится к особо опасным болезням, способным причинить большой экономический ущерб.

Различные штаммы вируса гриппа птиц могут вызывать от 10 до 100 % гибели среди заболевших и поражать одновременно от одного до трёх видов птиц. Природным резервуаром вируса являются мигрирующие птицы, чаще всего дикие утки. В диких популяциях птиц, в отличие от домашних, высока устойчивость к вирусу гриппа. Впервые грипп птиц был выявлен в Италии более ста лет назад.

В наше время, когда многие СМИ говорят об угрозе короновируса из Китая, мы желаем вам только здоровья. Берегите себя и своих близких!

Вы можете оказать поддержку нашему СМИ, пожертвовав произвольную сумму денежных средств по предложенной ссылке или воспользоваться QR-кодом. Оператор пожертвований – сервис CloudTips (от Тинькофф и CloudPayments).
С уважением и благодарностью, главный редактор Ольга Неснова.

Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.

Некоторые стеклянные вирусы Джеррама размером с ладонь, некоторые – с кошку, а самый большой экспонат, бактерия E. coli с вытянутыми хвостиками-флагеллами, имеет 120 см в длину. Размеры настоящих вирусов измеряются десятками, реже – сотнями нанометров, бактерий – микрометрами; таким образом, скульптуры Джеррама в сотни тысяч и в миллионы раз больше прототипов. Такая разница в размерах была бы пренебрежима, будь скульптуры сделаны из папье-маше, но тяжелое и хрупкое стекло выдвинуло свои требования, и художнику пришлось искать компромисс между детализацией и возможностями материала.

Так, Джеррам придал некоторым выступам вирусной оболочки форму наконечников копий (на самом деле они так не выглядят) – не ради устрашения, а из соображений прочности конструкции. Зато малярийный плазмодий, как раз ради научной точности, представлен в двух вариантах: большая и шипастая скульптура изображает возбудитель малярии до попадания в клетку, маленькая и гладкая – после. Большая часть скульптур из коллекции Glass Microbiology – сложносоставные: внутри у них компактно упакованная стеклянная нить, изображающая нуклеиновую кислоту (или кислоты) вируса. Вокруг этого клубка – оболочка (капсид), покрытая выступами, имитирующими белковые комплексы, с помощью которых вирус крепится к будущему хозяину.

Сам Люк владеет только основами стеклодувного ремесла, поэтому он взял на себя составление технических заданий для группы профессионалов. Раньше стеклодувная мастерская была почти при каждом естественно-научном факультете, там делали посуду и инструменты для лабораторий. Сейчас стеклянное оборудование для особо сложных процессов делают из тугоплавкого боросиликатного стекла, которое с трудом поддается ручной обработке. Впрочем, и более конвенциональные стекла теперь удобнее плавить на заводах. Университетским стеклодувам пришлось заняться елочными игрушками, и только лучшие из лучших, освоившие новые стекла и техники, остались при прежнем занятии. Из них Джеррам и собрал команду.

С прототипом этой скульптуры встречались все: это аденовирус – представитель семейства возбудителей гриппа, конъюнктивита и отита.

Из лаборатории – в мастерскую

О том, как выглядят вирусы, ученые знают благодаря криоэлектронной микроскопии – методу, позволившему использовать электронный микроскоп для съемки биомолекул в атомарном разрешении. Научные консультанты Джеррама, вирусологи из Бристольского университета, показывают художнику снимки вирусов, сделанные электронными микроскопами, объясняют, как все устроено, а тот рисует чертежи для стеклодувов. Мастера берут стеклянные стержни и газовые горелки и воплощают идеи Джеррама в жизнь.

Эта замысловатая фигура – вирион (внеклеточная форма) Эбола, возбудитель чрезвычайно заразной и в половине случаев смертельной болезни. К счастью, два года назад ВОЗ заявила о создании эффективной на 100% вакцины от Эбола. Нить мутных стеклянных шариков в центре изображает одноцепочечную РНК вируса Эбола, кодирующую всего семь белков. Шесть из них нужны для воспроизводства самого вируса, а седьмой борется с иммунной системой хозяина.

Читайте также: