Биология борьба с вирусными заболеваниями

Обновлено: 24.04.2024

Урок № 1.2.5. Вирусы - неклеточная форма жизни. Борьба с вирусными заболеваниями.

образовательная: обобщить и систематизировать у обучающихся знания о вирусах как о неклеточной форме существования организмов, особенностях строения вирусов, путях их проникновения в клетку; выявить и осмыслить причины вирусных заболеваний и методы борьбы с ними;

развивающая: развить внимание, логическое мышление через обобщение и сравнение , творческие способности, коммуникативные навыки; обогащать и усложнять словарный запас за счет новых терминов;

воспитательная: воспитать познавательный интерес через технологию мини-проектов ; техническую культуру; создать условия обучающимся для осмысления новой учебной информации и её применения в учебной и жизненной ситуации; стремление к постоянному развитию профессиональных способностей и мастерства.

способность использовать знания о современной естественно-научной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности; возможности информационной среды для обеспечения продуктивного самообразования;
владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации в области естественных наук, постановке цели и выбору путей ее достижения в профессиональной сфере;
способность руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества; готовность к взаимодействию с коллегами, работе в коллективе;
готовность использовать основные методы защиты от возможных последствий вирусных заболеваний;
обладание навыками безопасной работы во время проектно-исследовательской деятельности;
способность использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для соблюдения мер профилактики вирусных и других заболеваний.

повышение интеллектуального уровня в процессе изучения биологических явлений;
способность организовывать сотрудничество единомышленников, в том числе с использованием современных информационно-коммуникационных технологий;
умение обосновывать место и роль биологических знаний в практической деятельности людей, развитии современных технологий;
умение определять живые объекты в природе;
проведение самостоятельных исследований;
использование информационных технологий для решения научных и профессиональных задач;

понимание роли биологии в формировании кругозора и функциональной грамотности для решения практических задач;
владение основополагающими понятиями и представлениями о живой природе;
уверенное пользование биологической терминологией;
сформированность собственной позиции по отношению к биологической информации, получаемой из разных источников.

Результаты, направленные на развитие общих компетенций:

умение организовывать собственную деятельность, выбирать способы выполнения профессиональных зада, оценивать их эффективность и качество;
умение решать проблемы, оценивать риски, принимать решение в нестандартных ситуациях;
умение работать в команде, обеспечивать ее сплочение;
использовать информационно – коммуникативные технологии в профессиональной деятельности.

Вид контроля: практический (демонстрация готового мини-проекта)

Основные понятия: вирусы, бактериофаги, микофаги, инфекция, вирусные инфекционные заболевания, механизм передачи, инкубационный период, пандемия, эпидемия.

Методическое оснащение урока: учебник, рабочие тетради, канцелярские принадлежности, персональный компьютер, мультимедийный видеопроектор, слайды презентации, дидактический раздаточный материал (инструкционные карты).

Лекция с элементами беседы.

Контроль знаний и умений обучающихся.

Самостоятельная работа обучающихся.

Метод опережающего обучения.

Скажи мне и я забуду.

Покажи мне, и может быть, я запомню.

Сделай меня соучастником, и я пойму.

I. Организационный момент

1.1. Проверка готовности обучающихся к уроку.

В черном ящике находится что- то, без участия которого мы не могли бы родиться. То, что вызывает заболевания и приводит к гибели. Этот страшный объект не имеет клеточного строения.

Факт № 1: 4 июля 1885 года в эльзасской деревне Майсенготт взбесилась сторожевая собака. Около 8 часов утра она выскочила на улицу и набросилась на девятилетнего мальчика по имени Жозеф Мейстер, который шёл в школу. Сбила Мейстера с ног и нанесла ему 14 укушенных ран. В том числе опаснейших, в лицо — школьник растерялся и не подумал закрыть голову руками. Наконец, со стройки прибежал рабочий с железным ломом. Несколько сильных ударов побудили животное бросить свою жертву, всю в крови и слюне. Собака метнулась домой и вцепилась в руку собственного хозяина, бакалейщика Вонна. Тот сорвал со стены ружьё и застрелил собаку. В её желудке нашли сено, солому и опилки, что лишь подтверждало ужасный диагноз. Луи Пастер провёл первый курс вакцинации человека и спас мальчика от гибели.

Ответ: ВИРУС – слайд 2

? Какова тема нашего урока

Данная тема актуальна, так как связана с многообразием живых организмов, со строением клетки. Особенности жизнедеятельности вирусов влияют на жизнь клетки и организма в целом. Многие заболевания имеют вирусную природу: гепатит, СПИД, раковые опухоли, грипп, оспа и др. Эта тема включена в контрольную работу и выходит на зачет. Она необходима будет при изучении такой дисциплины, как основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевом производстве.

Преподаватель задает вопросы: – слайд 4

1. Все ли организмы на Земле имеют клеточное строение?

2.Что вы знаете о вирусах?

3. Вирусы вредные или полезные?

4. Какие заболевания вызывают вирусы?

5. Какие методы профилактики вы знаете?

6.Что бы хотели узнать об этой форме жизни?

- Ребята, какие задачи мы должны выполнить сегодня на урока (изучить, узнать, обобщить)

Преподаватель обобщает сказанное обучающимися. – слайд 4

Мини-проект – это проект для решения небольшой проблемы; разрабатывается на одном-двух уроках.

Деление на 2 группы:

Проблемный вопрос группа № 1 – ВИРУСОЛОГИ: Вирус – кто или что? существо или вещество?

Проблемный вопрос группа № 2 – ИММУНОЛОГИ: Эффективный метод борьбы с вирусными заболеваниями - лечение или предупреждение?

Вывести на слайд карту мини-проекта. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1). – слайд 6

- Для чего вирусы существует в природе? Какое значение они имеют?

Гипотеза: Если вирусы способны существовать только в клетке, то они вероятно, являются паразитами с примитивным строением.

- Все заболевания поддаются лечению? Какое значение имеет иммунитет и вакцинация?

Гипотеза: Инфекционные заболевания легче предупредить, чем лечить

Страх и стресс отрицательно сказывается на нашей иммунной системе, мы становимся уязвимы для чужеродных агентов, которые могут вызвать заболевания.

Почти каждый из нас сейчас находятся в этом состоянии, а наши вирусы с карт мини- проекта сбежали и уже напали на девушку. – слайд 7

Чтобы ей помочь мы должны выполнить мини-проект. Результатом мини-проекта будет обоснованный, творческий ответ на поставленные проблемные вопросы. На доску вывешиваются выполненные задания, составляется коллаж. Заслушивается общий вывод от каждой группы.

Поэтому каждая группа должна выбрать спикера, который будет выступать с защитой проекта.

II. Защита мини-проектов

Защита мини-проектов группа 1

Задание на исправление ошибок. Вывести на слайд задания с эталоном ответа – слайд 27

Динамическое задание (Приложение 3):

Обучающимся раздаются карточкис заданиями. Необходимо, не показывая никому карточки, выполнить задание.

? Скажите, в жизни у нас много возможностей не общаться?

Что нам помогает не заболеть?

Иммунитет - невосприимчивость организма ко всяким генетически чужеродным агентам, в том числе и болезнетворным микроорганизмам и их ядам

Защита мини-проектов группа 2

Задание на исправление ошибок. Вывести на слайд задания с эталоном ответа – слайд 33

III. Подведение итогов

Обобщение урока. Ребята, какой можно сделать вывод?

1) они имеют очень малые размеры тела;

2) не имеют клеточного строения;

3) отличаются относительно простым химическим составом (мельчайшие вирусы состоят только из белка и нуклеиновой кислоты);

4) все вирусы проходят особый цикл развития в организме хозяина;

5) не способны репродуцироваться на искусственных питательных средах;

6) в определенных условиях некоторые вирусы способны кристаллизоваться.

Размеры и форма вирусных частиц очень разнообразны. Следует, однако, подчеркнуть их сложное строение и организацию.

? Отличие вирусов от живых организмов:

- не имеют клеточного строения

- нет обмена веществ

- не размножаются половым способом

? Отличие вирусов от неживой материи:

- способность воспроизводить себе подобные формы

- наследственность и изменчивость.

Скажите, пожалуйста, для чего вам, как будущим специалистам, нужно это знать? Для чего нам эти знания? И, возможно, определенные умения?

? Как материал урока будет использован вами в быту и профессиональной деятельности?

Подвести итог. Коллаж с девушкой – слайд 34

IV. Рефлексия – слайд 35

Состояние моей души. Рисуется лесенка на доске с 5 ступенями. У каждой своё название: 1) ничего не понял/ла. 2) слушал/ла, но не запомнил/ла. 3) увидел/ла и запомнил/ла. 4) сделал/ла и понял/ла. 5) смогу научить другого.

Обучающийся ставит изображение микроба на ту ступеньку, которая соответствует состоянию его души.

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.

Вирусы — это мельчайшие частицы (от 15 до 3500 нм), своеобразные формы жизни, имеющие неклеточное строение, которые содержат собственный геном и способны размножаться только в клетках других организмов. Увидеть их можно в электронный микроскоп.

Впервые вирусные частицы были описаны Д. Ивановским (1892 г.) и М. Бейеринком (1898 г.). С тех пор их изучает отдельный раздел биологии – вирусология.

На настоящий момент считается, что вирусы — самая распространенная биологическая форма на Земле, насчитывающая около 100 млн. видов.

Обычно находятся они либо вне клеток (в покое), либо внутри их (вегетативная или репродуцирующая форма).

Ученые-биологи до сих пор спорят о том, что же такое вирусы, живые они или нет, разумные или не совсем.

Так как жить эти частицы могут только в чужих организмах, они являются паразитами. Встраивая свой генетический материал в клеточную структуру, они заставляют клетку воспроизводить себе подобных, разрушая её саму.

Вирион представляет собой комплекс нуклеиновой кислоты и белка (простые). В сложных есть еще и гликопротеиды. Снаружи находится оболочка – капсид, который защищает частицу от внешних воздействий и обеспечивает адсорбцию на нужных клетках-донорах. Он бывает спиральной, продолговатой, икосаэдрической и смешанной формы.

В зависимости от вида нуклеиновой кислоты, вирусы бывают РНК- и ДНК-содержащие.

Примеры первых: ротавирусы, ВИЧ, возбудители гепатита С, А и Е, гриппа, полиомиелита, бешенства, кори, лихорадки Эбола, ТОРС, коронавирусы (в частности, COVID-19) и др.

Ко вторым относятся: возбудители оспы, гепатита В, герпеса, папиллом и др.

Борьба с вирусами

Находясь во внешней среде, эти зловредные сущности быстро погибают от сторонних воздействий: высокой температуры, солнечного света, дезсредств. Устойчивость к внешним факторам зависит от вида вируса. Например, при комнатной температуре возбудитель гепатита В живет до 3 месяцев, гепатита А — несколько недель.

При замораживании вирусы сохраняются месяцы, иногда даже годы.

Попадая в организм человека, животных или растений различными путями (воздушно-капельный, контактный, половой, алиментарный, через кровь), они поражают органы и ткани, вызывая различные заболевания.

Ученые научились использовать некоторые виды вирусов во благо человеку. Например, бактериофаги паразитируют в патогенных бактериях и ведут к их гибели, что помогает победить болезнь.

Вирусы обладают большой изменчивостью, что значительно затрудняет борьбу с ними.

Инфицированный организм обычно сам мобилизует свою иммунную систему для уничтожения вредных захватчиков.

Разрабатываются профилактические и лечебные меры для предотвращения распространения вирусных заболеваний.

Средства борьбы с вирусами:

лекарства — интерфероны и препараты, активирующие выработку этих веществ самим организмом, противовирусные средства;
введение больным антител плазмы переболевших людей;
вакцины для создания активного искусственного иммунитета (специфическая профилактика);
неспецифические методы:
- соблюдение личной гигиены (мытьё рук, ношение медицинских масок, исключение незащищенных половых контактов, применение индивидуальных средств гигиены, одноразовых шприцов);
- здоровый образ жизни (закаливание, режим труда и отдыха, полноценное питание, свежий воздух);
- использование различных мер дезинфекции (уборка помещений с моющими и дезинфицирующими препаратами, такими как Септолит, обеззараживание воздуха путем облучения бактерицидными лампами, проветривание, кипячение воды, тепловая обработка продуктов питания, стерилизация инструментов).
Дезинфицирующие средства от вирусов

В настоящее время к дезинфектантам предъявляются повышенные требования.

Они должны обладать:
- широким спектром действия, чтобы эффективно и быстро уничтожать патогенные бактерии, грибки и вирусы;
- низкой токсичностью;
- хорошей растворимостью в воде и простотой использования;
- доступной ценой.
Например, препараты Септолит, которые производит компания Сателлит — это профессиональные дезинфектанты, отвечающие всем современным нормам и разрешенные Роспотребнадзором для дезинфекции как в различных учреждениях, так и в быту.

Здоровье — высшая ценность, даже если мы привыкли пренебрегать ею из-за работы и других нагрузок. Согласитесь, бывают ситуации, в которых лучше перестраховаться. Что нужно знать о профилактике инфекций, как рассказать о нужных мерах ученикам? Все это совсем не сложно, к тому же, мы собрали материалы в одной статье.

Как следует из текста документа, помимо измерения температуры на входе в школу и дезинфекционного режима, в школах введут дополнительные ограничения, направленные на минимизацию контактов между учащимися. Учителя в каждой отдельной организации уже получили от руководства инструкции, как будет организован учебный процесс в их школе. В зависимости от количества учащихся и возможностей педагогического состава, они различаются, но сводятся к единым идеям: меньше учеников в классе, меньше передвижений по школе, сокращение дополнительных занятий и массовых мероприятий.

Меры профилактики вирусных инфекций
- мыть руки;
- носить маску;
- ограничить контакт с заболевшими лицами;
- при малейших признаках недомогания обращаться к врачу.
Как правильно мыть руки?
1. До, во время и после приготовления пищи.
2. Перед едой.
3. После контакта с людьми в общественных местах.
4. После контакта с предметами в общественных местах (стол, поднос, поручень, лестница, столб, скамейка и т. д).
5. До и после лечения пореза или раны.
6. После использования туалета.
7. До и после того, как вы меняли подгузник ребенку или ухаживали за ним.
8. После сморкания, кашля или чихания.
9. После прикосновения к животному, корму или экскрементам животных.
10. После того, как касались мусора.
Для обеспечения максимальной безопасности рекомендуется пользоваться одноразовыми бумажными полотенцами.

Еще можно выполнять следующие 5 шагов каждый раз:

Как дезинфицировать руки?

Будем объективны, у вас не всегда может быть доступ к крану с водой. В этом случае используйте дезинфицирующее средство для рук на спиртовой основе (не менее 60% спирта). Такое средство продается в маленьких пузырьках по 50 мл., либо в больших — до литра, в аптеках и магазинах косметики можно найти спиртовые салфетки.

Дезинфицирующие средства могут быстро уменьшить количество микробов на руках во многих ситуациях. Тем не менее, они не избавляют от всех видов микробов (пусть на них и написано 99,9%). К тому же, дезинфицирующие средства могут быть не такими эффективными, когда руки заметно грязные или жирные. В этом случае сначала необходимо вымыть руки, а потом уже наносить гель. И еще: санитайзеры для рук могут не удалять вредные химические вещества, такие как пестициды и тяжелые металлы. Надеемся, вы и ваши ученики с таким не сталкиваются.

Как пользоваться дезинфицирующим средством для рук:
1. Нанесите гель на ладонь одной руки (прочитайте этикетку, чтобы узнать правильное количество);
2. Потрите руки друг о друга;
3. Втирайте гель по всей поверхности рук и пальцев, пока кожа не высохнет. Это должно занять около 20 секунд.
Как правильно носить маску?

Обратите внимание:

Если вы НЕ больны, вам не нужно носить лицевую маску все время, за исключением нахождения в группах с плотным скоплением людей (менее 1,5м.). Носить ее нужно, если был риск заражения, но пока симптомы не появились, а так же, если вы не ухаживаете за больным.
Маски для лица могут быть в дефиците, но они должны быть предоставлены лицам, обеспечивающим уход, в медицинских центрах.

Как правильно вести себя в общественных местах?
1. Избегайте тесного контакта.
2. Избегайте тесного контакта с больными людьми. Когда вы заболели, держитесь на расстоянии от других, чтобы они тоже не заболели.
3. В магазинах не подходите близко к толпе, старайтесь не приходить в общественные места в час пик, чтобы не оказаться в очередях или плотном скоплении.
Оставайтесь дома, когда вы больны.

Если возможно, оставайтесь дома, не ходите на работу, не ходите в школу и не выполняйте поручения. Это поможет предотвратить распространение вашей болезни на других. Более того, это поможет не разболеться вам: тепло и покой — не просто просьбы врачей, это их требование!

Если вы болеете гриппоподобным заболеванием, CDC (Centers foe Disease Control and Prevention) рекомендует вам оставаться дома не менее 24 часов после того, как у вас поднимется температура, за исключением случаев, когда вам требуется медицинское обслуживание или другие предметы первой необходимости. Как понять, что вы не представляете опасности? Температура должна исчезнуть в течение 24 часов без применения жаропонижающего лекарства.

Закройте рот и нос

При кашле или чихании прикрывайте рот и нос салфеткой. Можете чихнуть в сгиб локтя, но никак не в сторону и вниз — капли ваших жидкостей могут передаться окружающим. Грипп и другие серьезные респираторные заболевания, такие как респираторно-синцитиальный вирус (RSV), коклюш и тяжелый острый респираторный синдром (SARS), передаются от кашля, чихания или нечистых рук.

Дезинфицируйте руки карманным средством после контактов в общественных местах.

Не прикасайтесь к своим глазам, носу или рту.

Практика других здоровых привычек

Чистите и дезинфицируйте часто использующиеся поверхности дома, на работе или в школе, особенно когда кто-то болен. К ним относятся: столы, дверные ручки, выключатели, столешницы, телефоны, клавиатуры, туалеты, смесители и раковины, телефоны.

Высыпайтесь, будьте физически активными, контролируйте стресс, пейте много жидкости и ешьте питательную пищу. Даже статистика коронавируса показывает, что в зоне риска — люди с пониженным иммунитетом. Пора поднимать его всеми способами.

Обзор

Автор

Редакторы

Обратите внимание!

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Эволюция и происхождение вирусов

В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.

Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.

Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?

Строение вирусов и иммунный ответ организма

Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).

Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].

Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).

Причины поражений в борьбе с ВИЧ

Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.

Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.

Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.

Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].

* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.

Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.

Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.

Читайте также: