Вирус убивает и укрепляет иммунитет

Обновлено: 27.03.2024


От проникновения чужеродных бактерий, вирусов и белков организм защищает иммунная система. Она уничтожает собственные дефектные клетки, которые могут дать начало онкологии. Иммунитет имеет сложную структуру. Его работа изучена не полностью, но давно известно, что нормальное функционирование зависит от витаминов.

Как витамины влияют на иммунитет

Витамины – это биологически активные вещества с небольшой молекулярной массой. Они необходимы человеку для поддержания обменных процессов. Витамины участвуют в биохимических реакциях, протекающих в клетках, и выступают в качестве катализаторов или коферментов. Их роль – ускорение или поддержание скорости реакции между другими веществами. Поэтому от их присутствия зависит синтез белков и производство многих компонентов клеток.

Белки – это важный компонент иммунитета, они:

  • это часть антитела, которые блокируют чужеродные микроорганизмы;
  • помогают формировать зону воспаления, чтобы инфекция не попадала в другие ткани;
  • регулируют скорость воспроизведения иммунных клеток;
  • участвуют в аллергических реакциях;
  • защищают органы от атаки иммунной системы и развития аутоиммунных реакций.


Если человек не получает нужное количество витаминов, белков становится меньше, и эти функции нарушаются.

Почему возникает гиповитаминоз

Дефицит витаминов называется гиповитаминоз, а полное отсутствие нужного вещества – авитаминоз. Эти состояния возникают при недостаточном поступлении или при повышенной потребности организма в биологически активных веществах.

Гиповитаминоз может возникать при неправильном питании, нехватке в рационе овощей и фруктов. Страдает иммунитет у людей, которые длительно придерживаются монодиеты и ограничивают употребление определенных групп продуктов. Не все учитывают изменение потребности в витаминах при определенном рационе. Увеличивая в меню количество белковой пищи, нужно дополнительно повышать содержание витамина В6, а придерживаясь вегетарианства, дополнительно принимать витамин В12. Иначе иммунная система даст сбой и увеличится количество простудных заболеваний, чаще напомнят о себе хронические болезни.

Развитию гиповитаминоза способствуют:

  • длительные инфекционные заболевания;
  • период выздоровления;
  • беременность и кормление грудью;
  • болезни пищеварения;
  • нехватка солнечного света;
  • тяжелый физический труд.

Поэтому врачи назначают всем людям из группы риска препараты для повышения иммунитета.

Можно ли укрепить иммунитет питанием

Если человек ищет способ, как повысить иммунитет, часто он начинает с народных методов или пробует корректировать питание. Некоторые лекарственные растения способны улучшить неспецифические факторы защиты, повышают выработку белков-интерферонов. Такими свойствами обладают средства на основе эхинацеи (например, Найрин эхинацея), березового гриба, ромашки, элеутерококка (например, экстракт элеутерококка) и тимьяна. В народной медицине есть много рецептов приготовления отваров, настоев из этих растений в домашних условиях. Но нет научных данных, подтверждающих высокую эффективность этих средств.

Экстракты трав, которые использует народная медицина, но в точных дозировках, можно приобрести в виде таблеток и готовых растворов. Эти препараты относятся к группе иммуностимуляторов. Они обеспечивают поддержку организма в сезон респираторных заболеваний, помогают быстро восстановиться после болезни и улучшают общее самочувствие.


Основной источник поступления витаминных соединений – продукты питания. Считается, что здоровый взрослый человек сможет обеспечить организм нужными компонентами и укрепить иммунитет, если рацион будет разнообразным и сбалансированным.

Существуют нормы потребления каждого типа витаминов для взрослых и детей, а также беременных женщин. В специальных таблицах можно найти сведения о содержании полезных веществ в 100 г определенных продуктов. После подсчета определяют, какую пищу и в каком количестве нужно употреблять в день, чтобы усиливать свой иммунитет.

Недостаток способа в том, что содержание полезных веществ отличается от стандартных таблиц, а некоторые витамины разрушаются после приготовления продуктов. Поэтому взрослому человеку потребуется съедать несколько килограмм капусты или смородины в день, чтобы получить нужное количество аскорбиновой кислоты.

Когда нужно принимать витамины

Ухудшение функции иммунной системы связывают с окончанием зимнего сезона, но организм нуждается в поддержке круглый год. Витаминные препараты не нужно пить постоянно, достаточно укреплять иммунитет в критические периоды:

  • осенью до подъема заболеваемости простудами и зимой;
  • после перенесенного ОРВИ или другой инфекции;
  • при планировании беременности или в период лактации;
  • перед длительным путешествием и сменой часовых поясов или климатических зон;
  • после лечения хронического заболевания;
  • при длительном или частом употреблении алкоголя;
  • при соблюдении строгой диеты.

Иммунитет страдает при гормональных изменениях, которые происходят у женщин в разные периоды жизни. Его укрепление зависит не только от правильно подобранного основного лечения, но и использования витаминных средств.

ТОП-5 витаминов для укрепления иммунитета

Поднятию функции защитной системы помогают не все препараты. Исследования позволили выделить витамины, повышающие иммунитет и укрепляющие здоровье. Они выпускаются в виде отдельных лекарственных препаратов, которые можно использовать самостоятельно дома. Но чтобы эффективное средство не принесло вред, перед тем как потратить на него деньги, нужно посоветоваться с врачом. Он поможет определить, каких веществ не хватает и в какой дозировке их лучше принимать.

Витамин D

На первом месте среди средств для укрепления иммунитета витамин Д, или кальциферол. Его выработка происходит в коже под влиянием ультрафиолета у всех взрослых людей. Но в зимний сезон, в северных широтах, где солнечного света мало, организму не хватает кальциферола. Из-за гиповитаминоза снижается иммунитет, ухудшается всасывание кальция, может развиться остеопороз. У детей нехватка витамина приводит к рахиту. Фукции витамина Д различны.При его участии осуществляется противоопухолевый имунитет;проведено несколько клинических исследований, согласно которым,при нормальном содержании витаминов Д риск развития, например, рака кишечника снижается, практически, вчетверо. В настоящее время,исследуется возможность применения витаминов этой группы в лечении псориаза, остеопороза,избыточной массы тела, сердечно-сосудистых заболеваний; Витамин Д применяется для снижения возрастных изменений в тканях, профилактики таких тяжелейших болезней,как болезнь Альцгеймера, различных видов деменций и заболеваний,разрушающих оболочку нерва, состояний мышечной слабости и т.д.

В самостоятельно(в домашних условиях)можно повышать содержание кальциферола рыбьим жиром, употребляя большое количество морской рыбы,выращенной в диких условиях, яица(желток),молочные продукты,водоросли,икра,кукурузное масло, некоторые виды лесных грибов.Самое большое содержание в лососине и печени трески. Взрослым можно применять комплексы, которые содержат холекальциферол и кальций, чтобы улучшать иммунитет и поддерживать минеральную плотность костей.

Группа В

Витаминные средства группы В включают несколько типов веществ. Доказано, что повышение иммунитета обеспечивают витамины В2, В6, В12. В домашних условиях их можно получить из животных продуктов: молока, яиц, печени,злаковые, бобовые, орехи,мясо, морепродукты, картофель.

Влияние на иммунитет заключается в способности улучшать противомикробную защиту, увеличивать выработку Т и В-лимфоцитов, которые борются с патогенными микроорганизмами.


Для укрепления иммунитета витаминные препараты группы В выпускаются в виде отдельных средств каждого вида или готовых комплексов из 2 и более компонентов (например, Суперум). В некоторых случаях для быстрого эффекта врач может назначить раствор для уколов.

Токоферол, или витамин Е

Эффективный способ получить суточную дозу токоферола – ежедневно употреблять в пищу семечки, орехи и растительные масла. Но потребность в витамине усиливает большое количество в рационе полиненасыщенных жирных кислот, которые содержатся в морской рыбе и морепродуктах.

Укрепление иммунной функции при помощи токоферола происходит за счет увеличения антиоксидантной защиты клеточных оболочек. Он усиливает способность организма противостоять разрушительному влиянию вредных экологических факторов, вирусов. Этот витамин помогает повысить выработку антител, а также блокирует размножение опухолевых клеток. Чаще всего его эффект усиливают аскорбиновая кислота и ретинол, которые вместе формируют антиоксидантный комплекс.

Аскорбиновая кислота

При появлении первых признаков простуды быстро укрепить иммунитет помогает аскорбиновая кислота, или витамин С. Ее можно найти в большинстве продуктов растительного происхождения:

  • квашеной капусте;
  • смородине;
  • шпинате;
  • сладком перце;
  • томатах;
  • шиповнике;
  • цитрусовых.

Но аскорбиновая кислота разрушается при нагревании до 60°С, поэтому термически обработанная пища, чай уже не способны поддержать иммунную систему. Хороший способ – использовать готовые препараты, в которых точно известна дозировка активного вещества.


Витамин С усиливает выработку всех типов антител, увеличивает активность клеток-макрофагов, которые поглощают чужеродные микроорганизмы и опасные вещества. Он помогает укрепить сосудистую стенку, нормализует обменные процессы в печени и обезвреживание в ней токсинов.

Витамин А

Исследования показали, что ретинол, или витамин А, усиливает синтез белков-интерлейкинов. Они стимулируют деление Т-лимфоцитов. Эти клетки являются активными участниками иммунных реакций, они выявляют и уничтожают вирусы и бактерии, борются с опухолевыми клетками. Использование препаратов ретинола позволяет увеличить устойчивость к инфекциям, ускорить выздоровление и обеспечить антиоксидантную защиту.

Ретинол можно найти в привычных продуктах. В большом количестве он содержится в моркови, яйцах, печени трески, молоке и сливочном масле. Его много в шалфее, базилике, паприке и боярышнике.

Комплекс или по отдельности

Если врач заметит признаки гиповитаминоза, он назначит витаминный препарат определенного типа. Например, при остеопорозе нужен кальциферол, но для улучшения эффекта его используют вместе с кальцием. Людям, часто страдающим вирусным конъюнктивитом назначат пиридоксин. Но некоторые вещества работают лучше, если их используют в одной таблетке. Это относится к антиоксидантному комплексу из витаминов А, Е и С. Его можно использовать как для профилактики снижения иммунитета, так и на этапе выздоровления.

Потребность в биологически активных веществах изменяется в зависимости от возраста, пола, сопутствующих патологий. Поэтому врачи могут рекомендовать готовые поливитаминные комплексы. Они имеют сбалансированный состав, учитывают индивидуальные особенности организма и помогут противостоять многим болезням.


Обзор

Авторы
Редакторы


Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

SkyGen

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Чтобы защитить нас от опасных заблуждений, давайте разберемся:

  • как устроен вирус ;
  • зачем вирусу попадать в организм человека;
  • как иммунитет реагирует на вирусы;
  • как медицина может помочь иммунитету, если сам он не справляется.

В статье речь идет в основном о новом коронавирусе. — Ред.

Видео. Вирусы и иммунитет: кто кого?

Как устроен вирус

Человек состоит из клеток, в которых очень важную роль играют белки. В ядре клетки хранится ДНК: все вы, наверное, видели картинки с этими переплетенными нитями из разноцветных кусочков.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Кусочки эти одинаковые у всех: и у людей, и у животных, и у растений, и у вирусов. Именно последовательность кусочков ДНК определяет особенности белков в нашем организме, а значит, влияет на наш внешний вид, работу органов и состояние здоровья.

Чтобы разобраться, как клетки производят белки, давайте представим следующее.

Допустим, вы производите посуду. Суперценный образец хранится в сейфе, и вы не готовы вынимать свой эталон из сейфа, даже чтобы сделать новый экземпляр. Поэтому специальный человек прямо в сейфе делает слепок кружки и приносит этот слепок рабочим, которые изготовят новую кружку по форме, получая от курьеров необходимые кусочки материала.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

В ядре клетки, как в сейфе, хранится ДНК. С помощью белков-ферментов с ДНК снимается копия — информационная РНК. РНК попадает в рибосому, где начинается сборка белка. А транспортная РНК подносит фрагменты, из которых и собираются белки .

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Так работает производство белка не только у человека, но и у многих других живых существ.

Все они адаптируются к среде, как могут, чтобы выжить и дать потомство. Человек тоже приспособился, и в этом ему сильно помог головной мозг. Он позволил ему придумывать приспособления для выживания и передавать информацию другим людям. Благодаря обмену знаниями и их накоплению человек может жить очень долго, потому что поселился в прочных зданиях, изобрел множество приспособлений и научился справляться с болезнями [1].

Раньше людям с рождения угрожали хищники, погодные катаклизмы, огромное количество вирусов и бактерий. Оспа, чума, грипп, малярия, бешенство, энцефалит, столбняк — люди умирали сотнями и тысячами и от эпидемий, и от банальных царапин. Но благодаря достижениям медицины мы научились лечить и предотвращать многие из них [2], [3].

Сейчас может показаться, что этих угроз вообще никогда не существовало. А если окажется, что они существуют до сих пор, очень хочется обвинить кого-нибудь в их создании, как будто они сами не могли появиться из природы. Но вообще-то могли.

Зачем вирусу попадать в организм человека

Вирус отличается от других живых организмов, потому что не питается, не выдает отходы жизнедеятельности, не стареет (вокруг вирусов до сих пор идет дискуссия, стоит ли их вообще считать формой жизни). Но, как и мы, вирус размножается и может умереть. Вирус похож на флешку: снаружи оболочка с шипиками-разъемами для подключения, а внутри информация (ДНК или РНК).

Вирусы и иммунитет: кто кого?

С помощью шипиков вирус пытается попасть внутрь клетки организма, как флешка пытается подключиться к компьютеру. Если все получилось, вирус забирается внутрь, раздевается и начинает диверсию [4].

Если у вируса внутри ДНК, он контрабандой доставляет ее в ядро, запускает копирование этой ДНК, создание РНК и далее по порядку. Если это РНК, он просто подменяет родную РНК клетки на свою [5].

В обоих случаях клетка делает белки не для себя, а для новеньких вирусов.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Когда клетка изжила весь свой ресурс, она лопается. Оттуда прут детки-вирусы, которые с помощью своих шипиков проникают в другие клетки, и процесс повторяется [6], [7].

Как иммунитет реагирует на вирусы

Итак, в организм ворвался чужак, использует наши клетки. Организм должен как-то отреагировать.

Иммунная система как раз отвечает за способность человека противостоять внешним угрозам. Как происходит иммунная реакция именно на вирусы?

Ключевые иммунные клетки — это фагоциты, B-лимфоциты , T-хелперы и T-киллеры.

Латинская буква B происходит от латинского названия bursa fabricii — иммунного органа птиц, в котором их впервые обнаружили.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Когда вирус попадает в клетку, та выставляет на поверхности сигнал о том, что она болеет. На этот сигнал тревоги приходят T-киллеры и фагоциты и пытаются уничтожить зараженные клетки и вирусы.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

По пути фагоциты хватают сигнальную метку и передают ее T-хелперам. Это клетки-курьеры, которые отправляют полученный материал на изучение B-лимфоцитам. Они разрабатывают специальное оружие против вирусов и зараженных клеток — антитела. Антитела, как черная метка, цепляются за пораженную клетку, и T-киллеры могут быстрее ее обнаружить.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Если метка зацепилась за вирус, на сигнал приходит еще одно оружие — система комплемента, похожая на гранату, которая срабатывает, если два кусочка гранаты соединить вместе.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

То есть антитела — это ускоритель иммунной реакции, который обращает внимание T-киллеров на зараженные клетки и подключает систему комплемента. Таким образом организм справляется гораздо быстрее и теряет меньше здоровых клеток.

Часть B-лимфоцитов, изучив вирус, вместо того чтобы создавать антитела прямо сейчас, остается с новыми знаниями про запас, на случай повторного заражения, и превращаются в клетки памяти. Если организм столкнется с вирусом еще раз, то просто активирует клетки памяти. И мы получим моментальные точные выстрелы снайперов и гранатометчиков [8], [9].

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Пока вся эта канитель происходит, человеку может стать так плохо, что потребуется госпитализация или даже реанимация. Но накопленный опыт, технологии и медицина как-то должны помогать таким пациентам.

Как медицина может помочь иммунитету, если сам он не справляется

На каком этапе иммунной реакции человек может вмешаться?

Начнем с этапа, когда вирус пытается взломать клетку. У коронавируса есть ключики от слизистых: можно потрогать зараженный объект руками и перенести заразу себе, прикоснувшись к лицу. Носители могут чихнуть или кашлянуть на вас. Капельки слюны распыляются, когда вы разговариваете или смеетесь [10].

С руками все просто: можно смыть верхний слой кожного жира, на котором остаются вирусные частицы. А вот клетки слизистых надо как-то отгородить, например, маской . Но она не защищает глаза. Вирусы, попадая на маску, никуда не исчезают — они там копятся. Важно не занести их, когда вы будете поправлять или снимать маску. А самодельные тканевые маски могут быть бесполезны, если у них широкие поры.

Кардинальный метод защиты (и пока лучший) — уйти на карантин. Но в таком случае плохо становится не здоровью людей, а экономике.

Поможет ли молитва? Нет, клетки устроены одинаково и у церковнослужителя, и у бабули, и у знаменитости.

Поможет ли водка от вируса? Нет. Когда вы пьете алкоголь, вы не дезинфицируете организм, а ослабляете его. Так иммунным клеткам придется даже сложнее [12].

Чеснок, имбирь и другие чудеса народной медицины не работают антисептиком [11]. Чтобы разрушить вирусную частицу, нужен раствор с содержанием спирта не менее 60%, например, специальный антисептик для рук. Им логично протирать руки, поручни, дверные ручки и мобильные телефоны.

Допустим, попадание вируса в организм предотвратить не удалось. Начинается месиво: фагоциты и T-киллеры не справляются, B-лимфоциты стараются делать антитела и клетки памяти, пока вирус вовсю использует наши клетки. За это время человеку может стать очень плохо.

Можно ли помочь B-лимфоцитам? Да, можно еще до заражения ввести мертвый вирус, кусок вируса или подобие вируса, чтобы B-лимфоциты потренировались и заранее сделали антитела. Такой метод называется прививкой [13–16].

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Создание лекарств занимает годы. Нужно найти действующее вещество, способ доставлять его в клетки, сделать из него препарат, который не испортится при хранении и не убьет побочными эффектами .

Сайт-агрегатор отчетов по клиническим исследованиям — ClinicalTrials.gov.

Если человеку стало очень плохо, нужно поддержать его организм, чтобы он выжил, пока побеждает вирус. Для этого людям нужны койки в больницах, аппараты ИВЛ и врачи. Но если инфекция быстро распространяется, много людей одновременно нуждаются в помощи.

Напомним, что ивазивная ИВЛ травматична и сама по себе опасна: например, тем, что может повлечь за собой заражение пациента дополнительной внутрибольничной инфекцией. — Ред.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Чтобы люди не умирали без помощи медиков, нужно искусственно замедлить скорость распространения вируса — сидеть дома. Чем больше людей игнорируют карантин, тем больше тех, кому не хватит медицинской помощи, а значит, будет больше смертей [18].

Если организм справился с инфекцией, у него появляются клетки памяти, поэтому он не будет носителем и не заразит других людей. Если клетки памяти будут у большинства, появится коллективный иммунитет. В таких условиях человек из группы риска вряд ли встретит носителя. Когда все носители переболеют, вирус среди людей не будет встречаться.

Вирусы и иммунитет: кто кого?

Некоторые страны уже снимают карантин. Но еще не понятно, есть ли коллективный иммунитет и не вызовет ли это новую волну заражений. В случае с коронавирусом пока неизвестно, сколько живут клетки памяти [19].

В России все еще каждый день заболевает по 8–10 тысяч человек. Возможно, в вашем регионе пандемия только набирает обороты . А значит, любой человек на улице может оказаться носителем.

В наших силах если не остановить, то хотя бы замедлить темпы, чтобы люди не умирали без помощи медиков.

Что же делать людям в борьбе с вирусом?

Защищаться мытьем рук и антисептиками? Искать вакцину или лекарство? Ждать, когда появится коллективный иммунитет? Или замедлять социальную активность, чтобы одновременно не заболело много людей? Сейчас мы делаем всё сразу.

Большинство стран мира следуют рекомендациям ВОЗ. Сайт этой организации переведен на русский язык. Там можно найти комментарии к мифам о коронавирусе и официальные рекомендации как для медиков, так и для населения. Если кто-то предлагает вам чудесное лекарство от болезни, проверьте, написали ли о нем эксперты ВОЗ.


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

Дмитрий Ивановский и Эдвард Дженнер

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

Строение ВИЧ

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].

Генетическая организация ВИЧ-1

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).

Вирус Эбола

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.

Схема развития феномена ADE

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.

Макрофаг, инфицированный ВИЧ-1

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

Мембрана макрофага и ВИЧ

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.

Воссозданный вирус H1N1

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.


Обзор

Распространенность СПИДа в мире на 2009 год.

Автор
Редакторы


Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.

Иммунная система


Рисунок 1. Упрощенная схема иммунного ответа. Молниями указано, как один тип клеток активирует другие. Мф — макрофаг, Б — бактерия, ТХ — Т-хелпер, ВКл — B-клетка, ПлКл — плазматическая клетка, Ат — антитела, Б+Ат — бактерия, покрытая антителами, привлекающими макрофагов, В — вирус, ЗМф — зараженный макрофаг, ТК — Т-киллер, ЗК — клетка, зараженная вирусом, УК — умирающая (апоптотирующая) клетка, В+Ат — вирус, покрытый антителами.

рисунок автора статьи

Жизненный цикл ВИЧ

Видео. Жизненный цикл ВИЧ.


Таким образом, после того как копия вируса в геноме клетки начинает действовать, на её поверхности появляются знакомые нам белки gp41 и gp120, в цитоплазме — остальные вирусные белки и вирусная РНК. И через некоторое время от зараженной клетки начинают отпочковываться всё новые и новые копии ВИЧ.

Способы уничтожения иммунной системы

При отпочковывании вирус использует клеточную мембрану клетки, и со временем это должно вызвать ее разрушение. К тому же, вирусный белок Vpu вызывает увеличение проницаемости мембраны клетки [6]. При активации вируса в клетке появляется неинтегрированная в геном двуцепочечная ДНК [19], наличие которой может рассматриваться клеткой как повреждение ее генетического материала и индуцировать ее смерть через апоптоз (С точки зрения организма такая клетка потенциально может стать раковой). Помимо этого, вирусные белки напрямую нарушают баланс про- и противоапоптотических белков в клетке. К примеру, вирусная протеаза p10 может разрезать противоапоптотический фактор Bcl-2. Белки Nef [26], Env [22] и Tat [24] вовлечены в возрастание количества клеточных белков CD95 и FasL, служащих индукторами апоптоза по т.н. Fas-опосредованному пути. Белок Tat положительно регулирует каспазу 8 [2] — ключевой фактор индукции апоптоза.

Если же клетки не погибли сами, они активно уничтожаются Т-киллерами. (Это стандартный ответ иммунитета на заражение любыми вирусами.)

Помимо этого, при производстве gp120 и Tat часть их выбрасывается зараженной клеткой в кровоток, а это оказывает токсическое действие на организм [4], [28]. gp120 оседает на все СD4 + -клетки (в том числе и здоровые), что имеет три последствия:

  1. Белок СD4 важен для взаимодействия Т-хелпера с фагоцитом, при слипании же СD4 с gp120 T-хелпер перестает выполнять эту функцию.
  2. На gp120 как на чужеродный белок образуются антитела; после оседания gp120 на здоровые клетки, последние маркируются антителами, и иммунная система их уничтожает [9].
  3. После обильного связывания Т-хелпером gp120 клетка умирает сама. Дело в том, что CD4 — это корецептор. Он усиливает сигнал от TCR (T-cell receptor) — главного белка, позволяющего выполнять Т-клеткам функцию иммунитета. В норме эти рецепторы активируются вместе. Если же активируется один тип рецепторов, но не активируется другой, это является сигналом, что что-то пошло не так, и клетка умирает посредством апоптоза.

Антитела, призванные препятствовать инфекции, в случае с ВИЧ часто, наоборот, ее усиливают [28]. Почему так происходит — не совсем понятно. Одну причину мы рассмотрели выше. Возможно, дело в том, что антитела сшивают несколько вирусных частиц вместе, и в клетку попадает не один, а сразу много вирусов. Помимо этого, антитела активируют клетки иммунитета, а в активированной клетке вирусные белки синтезируются быстрее.

Вдобавок, gp120 и gp41 имеют участки, похожие на участки некоторых белков, участвующих в иммунитете (например, MHC-II [25], IgG [23], компонент системы комплемента Clq-A [14]). В результате на эти участки образуются антитела, способные помимо вируса маркировать совершенно здоровые клетки (если на них будут эти белки), с соответствующими для них последствиями.

Так как на поверхности зараженной клетки появляется gp120, то она, как и вирусная частица, будет сливаться с другими СD4-содержащими клетками, образуя огромную многоядерную клетку (синцитий), неспособную выполнять какие-либо функции и обреченную на смерть.

На самом деле, помимо Т-хелперов, СD4 содержатся во множестве других клеток — предшественниках Т-киллеров/Т-хелперов, дендритных клетках, макрофагах/моноцитах, эозинофилах, микроглии (последние четыре — разновидности фагоцитов), нейронах (!), мегакариоцитах, астроцитах, олигодендроцитах (последние две — клетки, питающие нейроны), клетках поперечно-полосатых мышц и хорионаллантоиса (присутствует в плаценте) [29]. Все эти клетки способны заражаться ВИЧ, но сильно токсичен он лишь для Т-хелперов. Это и определяет основное клиническое проявление СПИДа — сильное снижение количества Т-хелперов в крови. Однако для других клеток заражение тоже не проходит бесследно — у больных СПИДом часто снижена свертываемость крови, имеются неврологические и психиатрические отклонения [16], наблюдается общая слабость.

Пути заражения ВИЧ

Внимание! Ввиду того, что СПИД является венерическим заболеванием, информация, приведенная в этом разделе, может вас оскорбить либо вызвать неприятные эмоции при прочтении. Будьте осторожны.


Рисунок 3. Пути проникновения ВИЧ в организм при половом контакте. Слева указано примерные временные рамки каждого этапа.

Как же происходит первичное заражение человека ВИЧ? Думаю, что с переливанием крови или с использованием общего шприца при употреблении наркотиков читателю все понятно — вирус доставляется напрямую из зараженной крови в здоровую. При вертикальном способе передачи инфекции (от матери к ребенку) заражение может произойти во время внутриутробного развития, в момент родов или в период кормления ребенка грудью (т.к. вирус и зараженные вирусом клетки содержатся в молоке матери) [17], [20]. Тем не менее, даже у ребенка, рожденного от ВИЧ-инфицированной матери, есть шанс остаться здоровым, особенно если мать использует ВААРТ (высокоактивную антиретровирусную терапию) [5]. А почему же люди заражаются при половом контакте?

Механизмы передачи вируса при половом акте не до конца ясны. Тем не менее, они понятны в общих чертах. Итак, рассмотрим барьеры, которые необходимо преодолеть вирусу, чтобы добраться до макрофагов и Т-хелперов. К сожалению, рассматривать особо нечего: барьер только один — это слой эпителиальных клеток и вырабатываемая ими слизь, находящиеся во влагалище (а также пенисе, прямой кишке, глотке). Барьер этот тонок — он может быть всего одну клетку в толщину, — но для вируса труднопреодолим, доказательством чего может служить сравнительно небольшой процент заражений — примерно 1–2 случая на 100 половых контактов. Итак, и какими же путями преодолевает вирус это препятствие?

Наиболее очевидный механизм — это микротравмы. При обычном половом контакте, а особенно при анальном сексе, почти неизбежно появляются микротрещины; при наличии же венерических заболеваний часто возникают изъязвления слизистой. Через эти микротравмы вирус, содержащийся в сперме и влагалищном секрете, может проникнуть к иммунокомпетентным клеткам [17], [20].

Помимо дендритных клеток, в кишечнике существует другой тип клеток, предназначенный для ознакомления организма с антигенами внешней среды. Это так называемые М-клетки, пропускающие через себя довольно крупные объекты неповрежденными из просвета кишечника. В т.ч. через них может проходить и вирион ВИЧ.

Свой вклад в заражение вносит и провоспалительный процесс, в норме присутствующий в женских половых путях из-за наличия в них спермы. Благодаря ему Т-клетки подвержены активации, что способствует их восприимчивости к инфекции.

Итак, риск заразиться ВИЧ возрастает в ряду (Классический секс → Анальный секс → переливание крови / использование общих шприцов при принятии наркотиков). Что же касается орального секса, то весьма небольшой шанс заразиться есть только у принимающей стороны — слюна и тем более желудочный сок инактивирует ВИЧ. Теоретически, этим способом может заразиться и мужчина, но для этого необходимы ранки на пенисе.

При поцелуях и обычных бытовых контактах вирус не передается — он очень неустойчив в окружающей среде .

Заключение


. Все эти факты позволяют надеяться, что вскоре ВИЧ, как и оспа, останется в прошлом.

Почему иммунная система не всегда защищает от гриппа

Одни люди почти никогда не простужаются или переболевают гриппом за 3–4 дня, а потом быстро восстанавливаются, не всегда обладая при этом особенно крепким здоровьем. Другие болеют редко, но очень тяжело, выходя из строя на 2–3 недели и соблюдая постельный режим. Третья категория словно создана для простуд: всегда с насморком, периоды от одной простуды до другой у них почти незаметны. Причины таких странностей: уникальные свойства вирусов и иммунной системы человека, а также их взаимное влияние.

Как формируется иммунитет против инфекций

За работу иммунной системы отвечает микроскопический отдел генома — кластер лейкоцитарных антигенов, которые часто называют генами совместимости. Их уникальность заключается в разнообразии и свойстве быстро мутировать в ответ на воздействие внешних патогенов. Ведь поиск проникающих вирусов и бактерий, формирование особых белковых комплексов, уничтожающих инфекции требует от иммунной системы способностей меняться и сохранять информацию.

Еще одна уникальная особенность защитной системы организма: у всех людей ее функционирование отличается, несмотря на общее строение. Если бы иммунитет одинаково срабатывал у всей популяции, человечество стремительно бы вымерло от одного достаточно сильного микроба. Чтобы этого избежать, эволюция обеспечила разные по силе реакции защитной системы на патогены. У одних групп людей она лучше подготовлена для борьбы с ОРВИ, у других — с герпетическими инфекциями, корью или гепатитами.

Почему иммунной системе не удается навсегда победить грипп

Иммунный профиль у каждого уникален, в том числе и сопротивляемость гриппу. При этом абсолютной защиты от этой болезни ни у кого нет, несмотря на наличие прививок и опыт перенесения инфекции. В этом виноваты не генетические несовершенства и не просчеты создателей прививок, а природа микроорганизмов.

Какие штаммы гриппа наиболее опасны

Всегда ли защищает прививка от гриппа

Вакцина обеспечивает формирование специфического иммунитета от определенных видов штаммов гриппа. Чаще прививки делают от наиболее распространенных и изменчивых разновидностей серотипа А. Вещества, которые содержатся в препарате, неспособны спровоцировать заболевание, так как живой инфекции в них нет, но есть ее синтезированные антигены. Проникая в кровь, они провоцируют иммунный ответ:

В-лимфоциты запускают производство необходимых интерферонов, образующих щит от болезни;

Т-лимфоциты регулируют работу защитных клеток, влияют на формирование долгосрочного иммунитета.

Можно ли укрепить иммунную систему

На развитие защитных сил влияют не только вакцинирование и перенесенные инфекции. Устойчивость организма к патогенам, в том числе к гриппу зависит и от образа жизни. Снижению иммунитета способствуют:

хронические нарушения сна;

вредные привычки: курение, употребление алкоголя;

неблагоприятные экологические условия;

Напротив, регулярные спортивные нагрузки, ежедневные прогулки, разнообразный рацион, распорядок дня, в котором нормированы труд и отдых, помогают укрепить даже слабые генетические данные, реже болеть респираторными инфекциями.

Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.

Читайте также: