Какова устойчивость вируса к факторам внешней среды

Обновлено: 13.05.2024

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.

Всемирная организация здравоохранения обнародовала очередной ежегодный доклад, в котором основной акцент сделан на новых заболев.

Холера, история эпидемий

Холера - древняя инфекция человека. Периодически она распространялась на многие страны мира и уносила миллионы человеческих жизн.

Искусственные эпидемии

Тринадцать стран мира предположительно обладают биологическим оружием, но лишь у трех государств - России, Ирака (хотя доказател.

История эпидемий в России XIV столетия

Историю эпидемий четырнадцатого века открыла пандемия, сочетавшаяся с эпизоотией и вызвавшая голод, во всей русской земле, в 130.

Эпидемии и эпидемиология:

Диагностика заболеваний:

Иммунологические методы диагностики инфекционных заболеваний

I. Иммунный ответ при инфекционных заболеваниях. Иммунный ответ — это реакция на чужеродный антиген, которая приводит к накоплен.

Мифы о диагностике: правда и домыслы

Миф первый. Существует универсальное исследование, позволяющее выявить любую патологию. Каждое исследование проводится с конк.

Диагностика вирусных инфекций

В настоящее время широко применяются 4 способа диагностики вирусных инфекций: 1) выделение вируса в культуре клеток (наиболее.

Диагностика внутриутробных инфекций

К числу особенно опасных внутриутробных инфекций относятся краснуха, инфекции, вызванные цитомегаловирусом и вирусом простого ге.

Joomla Templates

Разные группы вирусов обладают неодинаковой устойчивостью во внешней среде. Наименее устойчивыми являются вирусы, имеющие липопротеидные оболочки, наиболее устойчивыми — изометрические вирусы. Так, например, ортомиксовирусы и парамиксовирусы инактивируются на поверхностях в течение нескольких часов, тогда как вирусы полиомиелита, аденовирусы, реовирусы сохраняют инфекционную активность в течение нескольких дней.

Однако из этого общего правила имеются и исключения. Так, вирус оспы устойчив к высыханию и сохраняется в экскретах в течение многих недель и месяцев. Вирус гепатитаВ устойчив к действию неблагоприятных внешних факторов и сохраняет свою активность в сыворотке даже при кратковременном кипячении.

Чувствительность вирусов к ультрафиолетовому и рентгеновскому облучению зависит преимущественно от размеров их генома. Поэтому, например, вирус оспо-вакцины (молекулярная масса генома около 2 • 108) инактивируется при.рентгеновском облучении около 5 • Ю4 рад, в то время как мелкий вирус папилломы (молекулярная масса генома 3* Ю6) для инактивации требует облучения 4 • 105 рад.

Чувствительность вирусов к инактивации формальдегидом и другими химическими веществами, инакти-вирующими генетический материал, зависит от многих условий, среди которых следует назвать плотность упаковки нуклеиновой кислоты в белковый футляр, размеры генома, наличие или отсутствие внешних оболочек и т. п. Вирусы, имеющие липопротеидные оболочки, чувствительны к эфиру, хлороформу и детергентам, в то время как просто устроенные изометрические и палочковидные вирусы устойчивы к их действию.

Наконец, важной особенностью вирусов является чувствительность к рН. Есть вирусы, устойчивые к кислым значениям рН (2,2—3,0), например вирусы, вызывающие кишечные инфекции и проникающие в организм алиментарным путем. Однако большинство вирусов инактивируется при кислых и щелочных значениях рН.

Добавить комментарий

Профилактические мероприятия:

Дератизация и дезинсекция жилых и нежилых объектов

Дератизация и дезинсекция помещений осуществляется определенным комплексом мер по уничтожению грызунов и насекомых, разработанным .

Уничтожение крыс своими руками

С наступлением зимы грызуны переходят в наступление. В холодное время года эти маленькие создания могут принести большие проблемы .

Способы уничтожения крыс

При появлении грызунов в частном доме, потребуется изучить существующие способы уничтожения крыс. Решение подобной проблемы не так.

Санэпидемстанция: уничтожение клопов

Уничтожение клопов санэпидемстанцией - один из видов санитарно-эпидемиологических работ профессиональными работниками санстанции, .

Факты и мифы о стерилизации животных – стоимость, проведение

Миф 1: Животное стремительно толстеет и становится ленивым. Факт: Животное в большей части случаев толстеет из-за обильного .

Уничтожение крыс

Крысы - существа, переносящие болезнетворные микроорганизмы, являющихся возбудителями опасных заболеваний. К тому же, еще они порт.

Вирус иммунодефицита человека может спокойно существовать только в определенных средах человеческого организма, к которым относятся: кровь, грудное молоко, сперма и интимные выделения. В какой-либо другой среде ВИЧ быстро погибает. У вируса отсутствует способность размножаться за пределами организма человека. Вирус иммунодефицита человека довольно быстро погибает при температуре выше 57⁰C и моментально при 100⁰C. Но, например, в крови, которая предназначена для переливания, ВИЧ может пережить годы, а в замороженном виде выживаемость составляет до 10 лет.

Давайте попробуем разобраться, в каких условиях и при каких обстоятельствах вирус иммунодефицита погибает, а в каких выживает.

Начнем с того, где выживает ВИЧ:

В шприцах. Вирус сохраняется в шприцах при температуре от 27⁰C до 37⁰C до семи дней. Срок выживаемости ВИЧ в шприцах после находившейся там инфицированной крови может доходить до месяца. Исследование крови, которая была собрана более, чем из 800 шприцев с сохранившимися там в разные промежутки времени остатками крови, показало любопытные результаты. Спустя 11 дней вирус удалось выделить из 10% шприцев из объема крови менее 2 микролитров. На срок выживаемости ВИЧ внутри шприца оказывают влияние определенные факторы: объем крови в игле, количественные показатели вируса в крови, а также температура окружающей среды.
В крови. ВИЧ чувствует себя вполне комфортно в капле крови при комнатной температуре. Он может целую неделю сохраняться в высохшей крови при температуре 4⁰C.
В воде. Вирус способен в течение нескольких дней выживать в канализации. Канализационные и сточные воды не опасны, поскольку за всю историю существования заболевания вирус никогда не выделялся из мочи или кала.
В трупах. Вирус иммунодефицита может выживать до двух недель в органах и умерших людях. ВИЧ выделили из трупов людей между 11 и 16 днями после смерти. Трупы хранились при температуре 2⁰C. Остается неизвестным, как долго вирус может сохраняться в разлагающихся трупах при комнатной температуре. Однако его удалось выделить из органов, которые находились при температуре 20 ⁰C, до 14 дня хранения после смерти. Спустя 16 дней хранения вирус не обнаружили в достаточном объеме для заражения. Это означает, что опасность таких трупов для патологоанатомов не столь велика.
PH-кислотность. Вирус иммунодефицита человека может выжить только при pH от 7 до 8, оптимальным для него является 7,1. Именно по этой причине ВИЧ плохо выживает в моче, насморке и рвоте.
На морозе. Вирус не погибает от холода – чем ниже температура, тем выше вероятность выживания ВИЧ. Вирус иммунодефицита человека сохраняется как при очень низких температурах, так и при глубокой заморозке. Например, ВИЧ отлично сохранялся при минус 70⁰C.

Солнце и УФ-излучения. Вирус боится солнца.
Высокие температуры. Вирус иммунодефицита человека чувствителен к высоким температурам.
Щелочная и кислая среда. При рН ниже 7 или выше 8 ВИЧ постепенно уничтожается. Именно поэтому риск заражения вирусом здоровой женщины снижается при соответствующей степени кислотности вагинальной жидкости. Также по этой причине инфекция не выживает в сладких газированных напитках, поскольку их рН составляет около 3.
Морская вода. В отличии от других вирусов в морской воде погибает значительно быстрее.

Несмотря на то, что выживаемость вируса во внешней среде все же не столь велика, важно выбирать такие салоны красоты и другие учреждения, где инструменты обрабатываются в специальном дезинфицирующем растворе и очищаются ватными дисками или латунной щеткой. Поскольку можно заразиться не только ВИЧ, но и другими инфекционными заболеваниями. Более подробно ознакомиться с тем, как следует выбирать салон красоты, можно в нашем материале.

Подводя итог всему вышесказанному, хотелось бы отметить несколько моментов, на которые важно обратить внимание при определении потенциального риска инфицирования.

Георгий Базыкин, ПостНаука

Должно произойти такое, чтобы на одного зараженного человека приходилось в среднем больше одного заражения. Тогда человек становится резервуаром для этого вируса. Не все вирусы, к счастью, прошли этот путь, многие, мы надеемся, на этой стадии остановятся. Например, птичьим гриппом люди иногда заражаются, но почти всегда это случаи заражения от птиц, а не дальнейшей передачи от человека к человеку. Тем не менее мы знаем, что существуют мутации, которые вирус птичьего гриппа может приобрести и в результате этого стать способным передаваться в человеческой популяции тоже. Второе, что должно произойти, – вирус должен научиться как-то совладать с нашей иммунной системой. Наконец, он должен научиться совладать с тем, чем мы пытаемся против него бороться: либо с вакцинами, либо с лекарственными препаратами.

Можно поговорить в качестве конкретных примеров про два очень важных вируса, которые приводят к очень большому числу смертей, в том числе из-за инфекционных заболеваний вообще, – это вирус иммунодефицита человека и вирус гриппа. Вирус иммунодефицита человека – это колоссальная проблема. Он пришел в человеческую популяцию приблизительно в 20–40-х годах XX века. Сейчас понятно, что он интенсивно приспосабливается к жизни в человеке на самых разных уровнях. Во-первых, оказалось, что разные человеческие популяции априорно обладали некоторыми механизмами защиты от него. У нас есть человеческий лейкоцитарный антиген – важный белок, необходимый для борьбы с патогенами, это компонент нашей иммунной системы. У разных людей есть немного разные варианты этого белка, и оказывается, что в разных географических популяциях людей они дают разную защиту от разных вариантов ВИЧ, то есть вируса, приводящего к СПИДу. За несколько десятилетий после возникновения и переноса в эти популяции ВИЧ в популяциях, которые имеют защиту, возникла и стала более частой та форма ВИЧ, которая учится и умеет эту защиту обходить.

Такой же процесс происходит не только на популяционном уровне, но и на уровне каждого человека. Оказывается, что внутри организма пациента, после того как он инфицируется, происходит колоссальная и очень быстрая эволюция вируса. Если бы не эволюция, то человек, по-видимому, выздоравливал бы от ВИЧ в течение недели, так же как при заболевании вирусным гриппом – один раз в жизни (иммунитет к гриппу пожизненный, и мы просто все время болеем разными штаммами). У человека есть средства защиты, которые возникли как ответ на предыдущие, давние инфекции. О них мы сейчас уже ничего не знаем, они имели место несколько тысяч лет назад. Например, у европейской популяции есть вариант гена, экспрессируемого на поверхности клеток иммунной системы, который дает частичную защиту от ВИЧ. Этим людям повезло, и все благодаря тому, что какие-то давние их предки выжили в страшной эпидемии, которая бушевала, может быть, 10 000 лет назад на Европейском континенте, а мы про нее сейчас ничего не знаем.

Для борьбы с ВИЧ у нас есть лекарственные препараты. С ними связаны все те же проблемы, что и с антибиотиками, а именно: к ним возникает устойчивость. Причем устойчивость возникает заново на уровне каждого пациента. Здесь очень важно использовать эволюционное соображение, чтобы думать о том, как с этой устойчивостью бороться.

Как можно бороться с устойчивостью? У нас есть вирус, он с вероятностью одна тысячная получит мутацию, которая сделает его устойчивым к конкретному препарату. Что здесь можно сделать? Можно использовать не один препарат, а два. Если мы используем два препарата, то к каждому из них устойчивость возникнет с вероятностью одна тысячная, к обоим вместе – уже с вероятностью одна миллионная, что гораздо менее вероятное событие. Если три препарата, то это будет уже одна миллиардная, и, скорее всего, не найдется в организме столько вирусных частиц, чтобы приобрести эту устойчивость. Поэтому важная идея использования таких коктейлей препаратов – одновременная комплексная терапия, состоящая из нескольких препаратов. Основная терапия, которая сейчас для ВИЧ используется или должна использоваться, – это одновременный удар по нескольким разным системам, которые вирус использует.

К сожалению, у ВИЧ есть система, которая позволяет отчасти обходить эту проблему. У него есть такой механизм перемешивания генетического материала, который называется рекомбинация. Если одна вирусная частица приобретает одну мутацию устойчивости к одному препарату, другая – устойчивость к другому препарату, а после этого они встречаются в одной клетке, то они могут перемешать свой генетический материал, создав такую версию, которая устойчива к обоим препаратам. Тогда не придется ждать миллион поколений, то есть это создает проблему. Если мы не можем использовать коктейли препаратов, иногда мы можем сделать что-нибудь другое. Например, использовать более сложные временные режимы: использовать препарат в течение какого-то времени, а после этого на время прекращать. Не в контексте конкретно ВИЧ, но в контексте борьбы с патогенами.

Второе важное средство защиты, которое у нас есть, – это вакцины. Вакцины от ВИЧ не существует, зато у нас есть очень хорошая и эффективная вакцина от гриппа. Грипп – это тоже вирус, генетическая информация которого записана на молекуле РНК. Этот вирус очень быстро изменяется, эволюционирует в масштабе времени человеческой жизни. Вирус гриппа, который ходит сейчас, совсем не тот, который ходил 30 лет назад. Этот процесс тщательно мониторится все время. Поскольку геномы вирусов достаточно короткие, то можно их легко и быстро прочитывать, это достаточно дешево. Сейчас центры по всему миру, в том числе в России, собирают информацию в реальном времени и смотрят, какими именно штаммами вируса гриппа болеет народ. Имея эту информацию, мы можем пытаться предсказывать эволюцию гриппа. Зачем это нам нужно? Это нужно для того, чтобы планировать вакцины.

Другая большая проблема, которую мы, впрочем, не умеем решать и совсем не знаем, как к этому подступиться, – предсказывать, какие именно патогены перескочат в человека. Предсказывать совсем новые инфекции, к сожалению, мы умеем очень плохо. Хотя здесь первенство не у теоретической эволюционной биологии, а у экспериментальной. Мы можем взять природные вирусы, с которыми человеку приходится контактировать, пытаться экспериментально мутировать их и смотреть, могут ли они адаптироваться к жизни в клетках млекопитающих. В случае гриппа часто в качестве модельного объекта используется хорек: могут ли вирусы передаваться между хорьками? Птичьему гриппу, например, нужно набрать порядка пяти мутаций, чтобы начать передаваться между млекопитающими. Но вирусов вокруг и потенциальных организмов, от которых мы можем их получить, так много, что здесь все мониторить очень сложно. Хотя это было бы очень правильное направление работы. Предсказывать новые инфекции, новые переносы инфекционных агентов между видами – это большая нерешенная задача.

Об авторе:
Георгий Базыкин – кандидат биологических наук, PhD Принстонского университета, зав. сектором молекулярной эволюции ИППИ РАН, ведущий научный сотрудник Факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ.

Читайте также: