Вирусы в объектах внешней среды

Обновлено: 23.04.2024

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.

Концентрация населения в больших городах, развитие промышленности и рост промышленных объектов приводят к нарастанию биологического загрязнения окружающей среды, сточных вод, открытых водоемов, почвы, а также в несколько меньшей степени подземных водоисточ-ников и атмосферного воздуха.

Тем самым создаются условия для выживаемости и циркуляции вирусов в объектах окружающей среды. Поскольку сохранение жизнеспо-собности вируса в воде, почве, воздухе, пищевых продуктах является одним из основных факторов, способствующих распространению инфекций в восприимчивых коллективах, возникла необходимость изучения патогенных для человека вирусов в объектах внешней среды. Этим занимается санитарная вирусология.

Предметом санитарной вирусологии является изучение поведения различных патогенных для человека вирусов в объектах окружающей среды (вода, почва, воздух, пищевые продукты и др.), разработка методов их индикации и эффективных мероприятий по санации объектов окружающей среды.

Задачей санитарно-вирусологической службы является систематическое санитарно-вирусологическое обследование сточных вод на городских очистных сооружениях, воды открытых водоемов, используемой для питьевого и хозяйственного водоснабжения, питьевой воды источников централизованного водоснабжения, почвы земледельческих полей орошения, воздуха больничных и поликлинических учреждений, продуктов питания и т. д. Эти исследования позволяют контролировать циркуляцию патогенных для человека вирусов в окружающей среде.

Индикация вирусов в окружающей среде состоит из нескольких этапов: 1) концентрация вирусных агентов из окружающей среды; 2) транспортировка проб в лабораторию; 3) выделение вирусов в культурах клеток, на лабораторных животных или куриных эмбрионах; 4) идентификация выделенных агентов. Транспортировка, выделение вирусов и их идентификация осуществляются с помощью общепринятых вирусологических методов, и специфической для санитарной вирусологии проблемой является лишь концентрация вирусов из окружающей среды, потребовавшая разработки специальных методических приемов.

САНИТАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ ВОДЫ

Основной причиной наличия в воде патогенных для человека вирусов является загрязнение ее фекалиями человека.

В фекалиях человека обнаруживаются более 100 различных вирусов, некоторые из них, принадлежащие к семейству пикорнавирусов, аденовирусов и реовирусов, об-ладают термостабильностью и долгое время могут сохранять жизнеспособность, многие из них устойчивы к обычным дезинфектантам, включая хлорирование, и могут быть обнаружены в сточных водах на далеком расстоянии от источника контаминации.

В воде при контаминации ее человеческими фекалиями обнаруживаются те же вирусы, что в фекалиях (табл.

Наибольшее выделение кишечных вирусов происходит летом и осенью в связи с увеличением количества кишечных заболеваний. Однако вспышки гастроэнтеритов, вызванных ротавирусами, встречаются обычно зимой и ранней весной. Массивное выделение энтеровирусов из кишечника больных людей и здоровых вирусоносителей вызывает значительное обсеменение вирусами сточных вод, а устойчивость их к неблагоприятным факторам внешней среды обусловливает длительное выживание в воде. Таким образом, сточные воды являются основным резервуаром энтеровирусов во внешней среде.

Присутствие энтеровирусов в воде централизованного водопровода представляет эпидемическую опасность в от- Семейства Роды Представи

заболевания Пикорнави- Энтерови Полиовиру- 3 Лихорадка, параличи, ме русы русы сы нингит ECHO 34 Респираторные заболевания, диарея, менингит Коксаки А 24 Герпангина, респираторные заболевания, менингит Коксаки В 6 Респираторные заболевания, менингит, миокардит, плевралгия (плев- родиния) Энтерови 4 Менингит, энцефалит, русы ТИШ респираторные заболе 68—71 вания, геморрагический энтеровирусный конъ-юнктивит Вирус гепа 2 Инфекционный гепатит тита А (гепатит А) Реовирусы Ротавирусы

Реовирусы 3 Острый гастроэнтерит, преимущественно у де-тей

Респираторные заболевания Аденовирусы Аденовиру Аденовиру- 34 Респираторные заболева сы млеко русы че ния, конъюнктивит питающих ловека ношении полиомиелита и других энтеровирусных инфекций, гастроэнтеритов, гепатита А и может привести как к спорадическим случаям, так и вспышке этих инфекций.

Длительность сохранения вирусов в воде. Вирусы об-наруживаются в концентрации 1 млн. на 1 г. Время пе-реживания некоторых вирусов в воде достигает нескольких месяцев.

Длительность сохранения в воде вирусов значительно повышается при понижении температуры. Так, вирус полиомиелита выживает в речной и водопроводной воде при температуре 4° С 90 дней, а при температуре 37 и 20° С соответственно 10 и около 40 дней.

Чем выше исходная концентрация вируса, тем более длительное время он обнаруживается в воде. Сроки выживания колеблются для разных вирусов. Наиболее длительно в воде выживают вирусы Коксаки группы А, менее длительно — вирусы полиомиелита, наиболее короткие сроки выживаемости — для вирусов Коксаки группы В (30—50 дней). Вирусы ECHO 7 более длительно выживают в воде, чем вирусы полиомиелита. Аденовирусы более устойчивы, чем вирусы полиомиелита и ECHO. Аденовирусы некоторых серотипов сохраняли свою активность в воде при температуре 4° С в течение 2 лет и более. К неблагоприятным факторам внешней среды наиболее устойчив из группы энтеровирусов вирус гепатита А. Вирус способен к длительному выживанию в воде в течение нескольких недель и даже месяцев. Известны водные вспышки гепатита А, например, распространение инфекции через сырую колодезную воду. Выживаемость вирусов более продолжительна в загрязненных водах. В морской воде сроки выживаемости более короткие в связи с повышенным содержанием солей и наличием йода, обладающего вирулицид- ным действием. Возможное вирулицидное действие оказывают находящиеся в морской воде микроорганизмы и растворенные химические вещества.

Из всех микроорганизмов в экспериментальных условиях наиболее длительной выживаемостью в воде различной степени загрязненности обладает фаг кишечной палочки (более 10 мес). Он является возможным кандидатом в санитарно-показательные микроорганизмы.

Методы концентрации кишечных вирусов, находящихся в воде. Исследованию подлежит вода централизованного водоснабжения, колодцев, открытых водоемов, плавательных бассейнов, сточные жидкости. Исследование сточных вод проводят с целью изучения циркуляции вирусов среди населения данной местности, степени инфицирования воды, эффективности работы очистных сооружений и т. п. Исследование воды поверхностных и подземных водоемов проводят при выборе источника для централизованного водоснабжения, для оценки санитарного состояния мест отдыха, по эпидемиологическим показаниям.

Методы концентрации вирусов из воды можно условно разделить на 4 группы.

Физические методы (ультрацентрифугирование, ультрафильтрация, пенная флотация и др.).

Физико-химические методы (преципитация этиловым спиртом, сульфатом аммония, сульфатом алюминия, двухвалентными катионами, преципитация в изо- электрической точке вирусного белка, концентрация полиэтиленгликолем).

Адсорбционные методы (адсорбция на марлевом тампоне, природных минеральных сорбентах — бентоните и других ионообменных смолах).

Биологические методы (адсорбция на дрожжевых клетках и других микроорганизмах).

Наиболее надежным методом концентрации вирусов является метод ультрацентрифугирования, однако этот метод не всегда доступен для вирусологических лабораторий. Чаще применяют методы ультрафильтрации, методы концентрации вирусов с помощью полиэтиленгли- коля и адсорбционные методы — адсорбцию на марлевом тампоне и ионообменных смолах. Эти методы отличаются простотой, скоростью и достаточной эффективностью.

Для выделения вируса заражают культуру клеток или лабораторных животных (мышей-сосунков). Питьевая вода, безопасная в отношении вирусных инфекций, должна содержать менее одной вирусной частицы в 1 л. Однако эти требования не распространяются на вирус гепатита А и ротавирусы, которые могут быть обнаружены только с помощью малодоступных для вирусологических лабораторий методов.

САНИТАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ ПОЧВЫ

Кишечные вирусы могут адсорбироваться подзолистыми почвами, однако в результате действия ряда факторов могут десорбироваться и снова поступать в окружающую среду. Таким путем кишечные инфекции могут передаваться через почву и овощи при использовании зараженных вирусами сточных вод на полях орошения, огородах и приусадебных участках (сточные воды -> почва -> овощи -> человек). Кишечные вирусы длительное время сохраняются на овощах. Выживаемость их зависит от вида растения, условий вегетации, типа вируса и его исходной концентрации.

Так, вирус полиомиелита типа I при температуре 6—10° С выживал на редисе в течение 2 мес. Из овощных культур наиболее быстрая инактивация вирусов происходит на капусте в результате ее фитонцидной активности.

Инфицирование овощей может происходить не только путем попадания вирусов на их поверхность, но также и путем проникновения вируса из почвы в наземные части овощных культур через корневую систему. Поэтому необходимо систематическое проведение санитарно-виру-сологических исследований поливной сточной воды, почвы и продукции полей орошения на присутствие кишечных вирусов. Благодаря быстрой адсорбции вирусов частицами почвы наиболее вероятна локализация вирусов в верхнем (пахотном) слое (0—25 см), однако важно бывает определить проникновение вирусов и в более глубокие слои (75—100 см).

Исследование почвы проводят по эпидемиологическим показаниям. Образцы почв (10—20 г) отбирают искателем с глубины 0—20 см в нескольких точках намеченного участка. Пробы смешивают и доставляют в лабораторию в стерильном полиэтиленовом мешке.

Обработка почвы включает десорбцию вирусов с по-верхности частиц почвы в жидкую фазу (фосфатный буфер, pH 8,2), концентрирование вирусных частиц с помощью фильтрации жидкой фазы через фильтры из материала ФП или с помощью осаждения сульфатом алюминия. Так же обрабатывают и осадок сточных вод.

САНИТАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ ВОЗДУХА

Воздушно-капельный путь передачи инфекции характерен для инфекций дыхательных путей — наиболее массовых инфекционных заболеваний. Вирусы попадают в воздух в виде капельной фазы аэрозоля в результате чиханья, кашля, разговора и находятся в составе капель различной величины, состоящих из слюны, слизи и солей. В наиболее высоких концентрациях вирус содержится в крупных каплях, которые мало устойчивы в аэрозоле и быстро оседают. Более длительное время во взвешенном состоянии находятся мелкие капли вирусного аэрозоля. Высыхание капель аэрозоля сопровождается инактивацией вируса.

Заражение респираторными вирусами в основном осуществляется за счет капельной фазы аэрозоля в закрытых помещениях.

В первую очередь заражаются восприимчивые люди, находящиеся в непосредственной близости от больного. Менее опасно вдыхание высохших капель, в которых часть вирусных частиц уже инактивирована. Концентрация частиц в аэрозольном облаке уменьшается за счет разведения большими объемами воздуха и оседания крупных капель аэрозоля. Вместе с тем наличие в аэрозоле мелких капель дает возможность вирусу проникать в нижние отделы дыхательных путей. Инфекционный агент может переноситься токами воздуха на значительные расстояния — десятки километров от очага инфекции. Распространение вирусов зависит от скорости ветра; напротив, дождливая погода ограничивает распространение вирусов.

Устойчивые во внешней среде вирусы, в первую очередь аденовирусы, могут с пылевой фазой аэрозоля многократно поступать в воздух и длительно циркулировать в данном помещении.

По устойчивости вирусов в аэрозоле и на поверхностях их можно разделить на две группы: малоустойчивые вирусы, такие как парамиксовирусы (вирусы парагриппа и особенно респираторно-синцитиальный вирус) и несколько более устойчивые вирусы гриппа, которые пере-даются от больных людей здоровым только в виде капельной фазы аэрозоля, и устойчивые вирусы, такие как аденовирусы и ECHO вирусы, которые проникают в организм не только в виде капельной фазы, но и пылевой фазы аэрозоля (табл. 21).

Таблица 21. Вирусы, обнаруживаемые в воздухе, и их устойчивость при различной относительной влажности Вирусы Устойчивость при влажности низкой средней высокой Гриппа ' + — — Парагриппа + — — Ньюкаслской болезни + н= Респираторно-синцитиальной + — Кори + — ± Венесуэльского энцефаломиелита лошадей + — — Желтой лихорадки

Желтой лихорадки Рифт-Вали (лихорад + + ки долины Рифт) + + Саркомы Рауса -4- — + Осповакцины + — — Оспы голубей + — 4- Аденовирусы — + Полиомиелита — + ECHO 7 — + Энцефаломиокардита — ± + Бактериофаги ТІ, Т2 + Обозначения: (+)—устойчивы, (±) —малоустойчивы, (—) — не устойчивы.

Методы концентрации вирусов из воздуха. Для изучения микрофлоры воздуха — бактерий и плесневых грибов — существуют различные методы исследования и созданы многочисленные приборы для концентрации этих микроорганизмов из воздуха. Некоторые из приборов с соответствующими модификациями применяются и для концентрации вирусов из воздуха.

Поскольку вирусы, как правило, находятся в воздухе закрытых помещений в низкой концентрации, не позволяющей непосредственно их выделить, необходима предварительная концентрация вирусов из воздуха. Наиболее благоприятные условия для улавливания вирусного аэрозоля с сохранением инфекционной активности вирусов создаются путем концентрирования их в жидкой среде при соответствующем подборе улавливающей жидкости. Одним из наиболее эффективных приборов для выделения микроорганизмов из воздуха с целью исследования его бактериальной зараженности является бактериоуло- витель Речменского, а также приборы ПОВ-1 и ПАБ-1, в которых в качестве жидкой среды используются сахарный бульон или гидролизат лактальбумина. Улавливающую жидкость используют как материал для выделения вирусов либо проводят дальнейшую концентрацию вируса, добавляя в пробирки с улавливающей жидкостью 30% раствор полиэтиленгликоля с молекулярной массой 4000 или 6000. После центрифугирования суспензии удаляют верхний слой жидкости и анализируют вирус-содержащий нижний слой.

Помимо улавливания на жидких средах, для концентрации вирусов из воздуха могут быть использованы мембранные фильтры № 4 и фильтры из материала ФП. С поверхности фильтров вирусы смывают жидкой средой с антибиотиками.

Выживаемость вирусов в воздухе. Определение длительности выживания в воздушной среде различных респираторных вирусов является актуальным вопросом в связи с воздушно-капельным путем распространения респираторных инфекций. В экспериментальных исследованиях длительность выживаемости вирусов в аэрозольном состоянии зависит от таких факторов, как температура и относительная влажность воздуха, свет, состав улавливающей жидкости и т. д.

В закрытых помещениях основным фактором, влияющим на скорость инактивации вирусов в аэрозоле, является относительная влажность воздуха. Вирусы в различной степени устойчивы к показателям относительной влажности. Вирусы гриппа, парагриппа и респираторносинцитиальный вирус быстрее инактивируются при высокой относительной влажности и в меньшей степени — при низкой. Напротив, вирус полиомиелита, вирусы ECHO и аденовирусы более устойчивы в воздухе при высокой относительной влажности и быстрее инактивируются при низкой относительной влажности. Вирусы везикулярного стоматита и кори устойчивы как при низкой, так и высокой относительной влажности и быстрее инактивируются при средней относительной влажности.

САНИТАРНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ ПРЕДМЕТОВ ОБИХОДА

Предметы обихода могут быть посредниками в переносе вирусных агентов от больного к здоровому человеку. Особенно. велика роль предметов обихода в детских учреждениях в связи с тесным контактом детей. Вирусы могут быть выделены из смывов с различных предметов обихода в детских учреждениях, больницах — игрушек, посуды, кухонного инвентаря, ткани, стекла, дерева, рук обслуживающего персонала. Аденовирусы типа 5 и вирусы ECHO 7 сохраняют инфекционную активность на некоторых предметах обихода более 7 суток, а вирусы пара-гриппа и респираторно-синцитиальный в течение нескольких минут или часов. Аденовирусы и энтеровирусы могут с предметов обихода поступать вторично в воздух и распространяться в виде пылевой фазы аэрозоля.

Исследование смывов с предметов обихода на наличие вирусов проводится по эпидпоказаниям в детских садах, яслях, больницах и других учреждениях. Смыв берут с поверхности предметов с помощью стерильного тампона, который помещают в пробирку с жидкостью (раствор Хенкса, гидролизат лактальбумина). Тампон отжимают и вирус из жидкости концентрируют с помощью фильтрации через фильтры из материала ФП или с помощью осаждения сульфатом алюминия.

Исследование пищевых продуктов производят по эпидпоказаниям. Вирусы, находящиеся в жидких молочных продуктах, концентрируют с помощью полиэтиленгликоля с молекулярной массой 4000 или 6000 или с помощью цитрата натрия с последующей экстракцией фреоном 113.

Обработка полутвердых пищевых продуктов (творог, творожные продукты, мясные и рыбные полуфабрикаты, хлеб) и твердых (крупа, сыры, мясо и др.) заключается в экстрткции вирусных частиц в жидкую фазу, из экстракта вирус осаждают с помощью полиэтиленгликоля.

Контаминация вирусами овощей возможна при использовании инфицированных сточных вод на полях орошения, огородах и приусадебных участках. Для десорбции вирусных частиц с поверхности овощей их зали-вают фосфатным буфером (pH 8,2), взбалтывают, жидкость осветляют центрифугированием и вирус из надоса- дочной жидкости концентрируют, как указано выше.

В последние годы большое значение придается исследованиям объектов внешней среды - воздуха, воды, предметов обихода, пищевых продуктов - на содержание вирусов. По имеющимся эпидемиологическим данным, многие пищевые продукты и вода могут передавать различные вирусные заболевания. Так, во вспышках многих вирусных заболеваний молоко и молочные продукты являются одним из главных факторов передачи этих инфекций. Наибольшую эпидемиологическую опасность в группе кишечных вирусов представляют вирусы полиомиелита, эпидемического гепатита и др.

Энтеровирусы (кишечные вирусы) содержат молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК), не имеют оболочки и отличаются кубическим типом симметрии. Вирусы кишечной группы широко распространены в различных объектах окружающей среды. Устойчивые к неблагоприятным факторам, они длительное время сохраняют жизнеспособность в воде и почве. Энтеровирусы плохо переносят высушивание, но во влажной среде устойчивы к изменениям рН в пределах от 2 до 9,4. Длительное время сохраняются при низких температурах.

Многие вирусные заболевания передаются через пищевые продукты. Вирус полиомиелита при кипячении погибает мгновенно, но в продуктах его термоустойчивость повышается вследствие защитного действия органических веществ. (Температурный порог инактивации вируса в молоке на 5-10 °С выше, чем в воде.) Другие энтеровирусы не погибают полностью при нагревании до температуры 60 °С в течение 2 ч, а также при замораживании.

Энтеровирусная инфекция попадает в организм человека через слизистую оболочку пищеварительного тракта. Распространение и передача энтеровирусных инфекций происходит таким же путем, как и бактериальных кишечных инфекций. Большую роль в распространении кишечных вирусных инфекций играет вода. Наиболее опасным в эпидемиологическом отношении является загрязнение воды вирусами, которые выделяются с содержимым кишечника человека. Они представляют потенциальную угрозу здоровью людей.

Распространение кишечных вирусных инфекций водным путем зависит в большой степени от выживания возбудителей в воде. Это особенно важно потому, что вирусы являются внутриклеточными паразитами и в окружающей среде не размножаются, а только переживают в ней какое-то время.

В последние годы уточнена роль большинства патологических энтеровирусов человека. Благодаря широкому применению живой противополиомиелитной вакцины в нашей стране резко снизилась заболеваемость полиомиелитом и сократилась циркуляция вирулентных штаммов вируса среди населения.

Вирус клещевого энцефалита неоднократно выделяли из молока коров, овец, коз, зараженных укусами клещей. Есть сведения о заболевании людей ящуром в результате употребления сырого молока от зараженных коров. Выживаемость вируса ящура во внешней среде, на поверхности тела и в организме комнатной мухи указывает на возможность обсеменения пищевых продуктов этим вирусом.

Отсутствуют данные об эпидемических вспышках вирусных заболеваний, связанных с использованием овощей и плодов. Однако энтеровирусы обнаружены в почве полей орошения, а также на овощах, выращенных на этих полях.

Обсеменение пищевых продуктов вирусами гепатита происходит в основном обслуживающим персоналом - поварами, мойщиками посуды, а также при мытье посуды водой, загрязненной фекалиями больных эпидемическим гепатитом.

При хранении пищевых продуктов в антисанитарных условиях (наличие грызунов и др.) существует опасность обсеменения их вирусами многих заболеваний.

Основным резервуаром энтеровирусов в окружающей среде являются фекалии и загрязняемые ими хозяйственно-бытовые сточные воды. При использовании их для орошения энтеровирусы могут попадать в почву и на растения.

Описаны вспышки кишечных вирусных заболеваний при употреблении инфицированного молока. Термическая обработка пищевых продуктов убивает энтеровирусы. Так, в молоке и сливках вирус полиомиелита инактивируется в течение 30 мин при температуре 62°С.

Стандартная пастеризация продуктов обеспечивает достаточную стерилизацию, кратковременная пастеризация не приводит к полной инактивации вируса. Некоторые вирусы длительно выживают в твороге.

Для предупреждения вирусных заболеваний человека необходимы общие санитарно-гигиенические мероприятия, направленные на ограничение циркуляции вирусов в объектах окружающей среды, в основном в воде. В настоящее время в борьбе с пищевыми инфекциями одной из основных мер является оздоровление внешней среды и соблюдение правил личной гигиены.

Все сейчас говорят о вирусах: коронавирус, грипп, ВИЧ, гепатит, ВПЧ, оспа и т.д. В мире существует более тысячи видов вирусов, способных поражать различные живые клетки, да практически все виды клеток. А что же такое вирусы и с чем их едят (в прямом и переносном смысле)? Где они живут, как попадают к нам в организм, что там делают и есть ли лекарства против них? Статей и постов в интернете много, в том числе, антинаучных и дилетантских. Поэтому ТИА обратилось за информацией в Тверской медуниверситет, к профессору кафедры микробиологии и вирусологии, доктору медицинских наук, декану фармацевтического факультета Юлии Червинец.

Что такое вирус и в чём отличие от бактерий?

Название "вирус" произошло от латинского слово virus и переводится как "яд". По сути, это мельчайшие внутриклеточные микробы-паразиты, потому что живут и размножаются они только внутри хозяина - практически во всех живых организмах (бактериях, грибах, растениях, животных и человеке). Несмотря на своё "коварство", все вирусы имеют примитивное строение: одна нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), окруженная одной или несколькими оболочками. Различают просто устроенные вирусы (безоболочечные) и сложно устроенные вирусы (оболочечные). К простым вирусам относят: вирусы полиомиелита, гепатита А, аденовирусы. Примеры сложных вирусов: гепатит В, грипп, парагрипп, корь, ВИЧ, герпес. Различаются вирусы и по форме:

палочковидная (вирус табачной мозаики)
пулевидная (вирус бешенства)
сферическая (вирусы полиомиелита, ВИЧ)
нитевидная (филовирусы)
в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

От бактерий вирусы отличаются не только размерами, но и количеством генов (минимальное у вирусов от 4 до сотни, у бактерий – от 3000); нуклеиновыми кислотами (вирусы содержат только одну - ДНК или РНК, а бактерии – обе); количеством ферментов и, конечно же, самой формой жизни: вирусы размножаются только внутри живых существ, а бактерии – свободноживущие.

Интересный факт: первооткрыватель вирусов и основоположник вирусологии - русский ученый Д.И. Ивановский. В 1892 году описал необычные свойства возбудителей болезни табака (табачной мозаики), которые проходили через бактериальные фильтры и были названы "фильтрующимися частицами".

Жизненный цикл вирусов состоит из нескольких этапов:

1. Вирус прикрепляется к поверхности чувствительной клетки. Для каждого вируса есть свои чувствительные клетки, например, для гепатита – клетки печени, для гриппа – клетки дыхательных путей и т.д.
2. Проникновение вируса в клетку: либо его оболочка сливается с мембраной клетки или клетка сама его захватывает и поглощает.
3. Далее в клетке идёт процесс как бы “раздевания” вируса от всех его оболочек и активация его нуклеиновой кислоты.
4. Начинается синтез нуклеиновых кислот и белков вируса, т.е. вирус подчиняет системы клетки хозяина и заставляет их работать на своё воспроизводство.
5. Сборка вируса — многоступенчатый процесс, включающий в себя соединение всех компонентов.
6. Последний этап - выход вирусных частиц из клетки взрывным путем или почкованием. Полный цикл размножения вирусов завершается через 5-6 ч (вирус гриппа) или через несколько суток (вирус кори). Из погибающей клетки, которая длительное время может сохранять жизнеспособность, одновременно выходит большое количество вирусов. В результате пораженные вирусом клетки в основном погибают от истощения, а новые вирусы завоевывают и разрушают другие клетки. Но возможна и так называемая онкогенная трансформация клетки: тогда в организме появляется и начинает расти из мутированных клеток раковая опухоль.

Сколько вирус может жить вне организма хозяина и где?

Как правило, большинство вирусов малоустойчивы во внешней среде: они становятся инертны и погибают от многих причин, если снова не попадут в чувствительную клетку. Некоторые вирусы во внешней среде могут образовывать кристаллы, что свойственно только неживой материи.

Вирусы быстро погибают под действием солнечных лучей, ультрафиолета, стандартных веществ для дезинфекции. В воздухе помещений вирусы могут сохраняться несколько часов. При кипячении полностью инактивируются в течение нескольких минут.

Однако вирусы устойчивы к низким температурам: сохраняют свою жизнеспособность при t +4°С в течение нескольких недель, а при замораживании - в течение нескольких месяцев, а иногда и лет (особенно супернизких температурах).

Устойчивость вируса на различных поверхностях различна и зависит от температуры. На бумаге вирус разрушается за 3 часа, на банкнотах - за 4 дня, на дереве и одежде - за 2 дня, на стекле - за 4 дня, на металле и пластике - за 7 дней. Кстати, на внутреннем слое использованной маски они могут жить 7 дней, а на внешней поверхности маски – даже более недели (данные соответствуют условиям при температуре +22 °С и влажности 65 %).

Есть и исключения. Некоторые вирусы обладают значительной устойчивостью при комнатной температуре: вирус гепатита В сохраняет жизнеспособность в течение трех месяцев, гепатита А – в течение нескольких недель. ВИЧ сохраняется в высохшей крови до двух недель, в донорской крови вирус остается жизнеспособным в течение нескольких лет.

Что такое штаммы и почему вирусы мутируют?

Штамм (от нем. Stamm - "ствол,род") — чистая культура вирусов, изолированная в определённое время и в определённом месте. Один и тот же штамм не может быть выделен второй раз из того же источника в другое время. В зависимости от среды обитания – почва, вода, воздух, время года, чувствительный организм (человек, животные, птицы) - вирусы подразделяют на штаммы. Например, водный штамм, весенний, птичий, свиной и т.п. Во внешней среде геном вируса подвержен различным воздействиям, например, ультрафиолетовое облучение, солнечная радиация, химические вещества, что приводит к различного рода мутациям, т.е. изменениям в структуре нуклеиновой кислоты. В зависимости от характера мутаций вирусы могут изменять свои свойства, скажем, сменить хозяина. Так, вирус гриппа, который поражал только птиц, стал поражать и людей.

Как часто происходит в мировом научном сообществе открытие нового вируса?

Ученые каждый год открывают новые вирусы. Так, в 1972 г. открыт вирус Эбола, 1980-1989 гг. - вирусы иммунодефицита человека, гепатита Е и С, коронавирус человека впервые был выделен в 1965 году от больных ОРВИ. В Китае 2002—2003 годах была зафиксирована вспышка атипичной пневмонии или тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС, SARS). Заболевание было вызвано штаммом коронавируса SARS-CoV. В результате болезнь распространилась на другие страны, всего заболело 8273 человека, 775 умерло (летальность 9,6 %). И вот в 2019 году появился новый штамм коронавируса CoViD 19, который вызвал пандемию.

Так откуда берутся вирусы?

Вопрос риторический. Пока ответа у науки нет. Может быть, они были привнесены из космоса на космических телах. Ведь при низких температурах они могут сохраняться неопределенно долгое время.

Как они попадают в организм человека/животного и т.д.?

Разными путями: воздушно-капельным (корь, грипп, ветряная оспа), половым (ВИЧ, вирус простого герпеса 2 типа), через кровь (гепатит В,С, ВИЧ), через инфицированные продукты (гепатит А, Е) или через членистоногих (скажем, клещей). Различают вирусы, вызывающие инфекции с преимущественным поражением органов дыхания (респираторные), кишечника (ротавирусы), печени (вирус гепатита), иммунной (ВИЧ) или нервной системы (бешенство, энцефалит).

Как организм реагирует на вирус?

Частицы самого вируса, а также биологически активные вещества, выделяющиеся при разрушении наших клеток, могут вызвать повышение температуры тела, тошноту, рвоту, сильную слабость, головокружение вплоть до потери сознания, нарушение работы сердечно-сосудистой системы и др. На фоне нарушения функционирования различных органов и систем к вирусной инфекции может присоединиться бактериальная (стафилококки, стрептококки, кишечные бактерии) и грибковая (дрожжевые грибы), усугубив воспалительный процесс с тяжелыми последствиями вплоть до летального исхода.

Как наш организм борется?

Однако организм человека не простая мишень для атаки болезнетворных микроорганизмов, он активно борется, и в этом нам помогает иммунная система. Вырабатываются специфические, нейтрализующие данный вирус антитела, формируются клетки-"убийцы" или Т-лимфоциты, которые уничтожают как поражённые, инфицированные клетки, так и сам вирус. Но иммунной системе нужно время, чтобы вычислить "чужака", "вирусного преступника", который не просто прячется внутри наших клеток, но и старается обмануть иммунную систему. Например, новое или мутировавшее поколение вируса наша иммунная система поначалу не видит. Конечно же, со временем все вирусные клетки распознаются, но к сожалению, с потерей драгоценного времени для нашего организма.

Возможно ли повторное заражение одним и тем же вирусом?

Наше здоровье зависит напрямую от активности и лабильности иммунной системы. Если она работает со сбоями и не справляется с негативным воздействием патогенов, заболевание может перейти в хроническую форму вплоть до смертельного исхода. Поэтому повторное заражение этим же вирусом возможно. Другая причина появления рецидива заболевания - мутации вируса. Если вирус стабилен, то наша иммунная система запоминает его и, как правило, повторных случаев инфицирования не бывает. Но если вирус подвергается изменчивости, то попав в организм человека, он воспринимается уже как новый вирус.

Есть ли лекарственные препараты для лечения вируса? Что может убить вирус?

Да есть, но не против всех вирусов. Антибиотики, применяемые при лечении бактериальных инфекций, здесь совершенно не работают, т.к. они воздействуют на структуры клетки только бактерий. В случае вирусной инфекции нужны препараты, которые блокируют различные этапы размножения вируса в клетке. Таким неспецифическим веществом является интерферон, который вырабатывается клетками организма человека (кишечника, печени).

Если выработка интерферона недостаточна, то можно применить индукторы интерферона, например: ламовакс, курантил, дибазол, адаптогены растительного (элиутерококк, оралия) и животного происхождения (вытяжка из мидий). Активно действуют при респираторных вирусных заболеваниях препараты интерферона - виферон, амиксин и др. Подавляют активность вируса гриппа на ранних стадиях ремантадин, амантадин, арбидол. Герпес подавляет ацикловир (зовиракс) и т.п. Однако пока точно неизвестны препараты, подавляющие репродукцию коронавируса. К специфическому лечению от коронавируса относится введение плазмы от переболевших людей, которая содержит антитела, но этот метод находит ограниченное применение.

Зачем нужна вакцинация? Как и из чего делают вакцины?

По сути, вакцины - это препараты для создания искусственного активного иммунитета. Термин "вакцина" произошел от французского vacca – "корова". Его ввел Л. Пастер в честь Дженнера, применившего вирус коровьей оспы для иммунизации людей против натуральной оспы человека. Вакцины – это препараты, содержащие сами микроорганизмы (убитые или живые ослабленные), части микроорганизмов, а также анатоксины (токсин, лишенный своих ядовитых свойств, но сохранивший свойства активировать иммунный ответ). После введения вакцины вырабатываются специфические антитела, которые нейтрализуют, прежде всего, поверхностные рецепторы вируса, с помощью которых он проникает в клетку. Таким образом блокируется основной механизм проникновения вируса в клетку. Многие вакцины создают пожизненный иммунитет у человека, например, вакцина от гепатита В, кори, краснухи, полиомиелита, эпидемического паротита.

Сколько времени уходит на создание вакцины?

На создание вакцины уходит 1-2 года, в течение которого должны пройти многочисленные проверки на эффективность и безопасность препарата, испытания на животных, потом на людях-добровольцах, а после – наладить массовое фармацевтическое производство.

Что представляют собой тесты на вирус? Как в лабораториях выявляют положительные результаты анализов?

Диагностика вируса основана на определении структуры вируса (специфических рецепторов и нуклеиновой кислоты), а также противовирусных антител у переболевших людей. Используются различные реакции: иммуноферментный анализ (ИФА), полимеразная цепная реакция (ПЦР). Время диагностики зависит от производителя тестов - от нескольких часов до 1 суток.

Несколько примеров самых массовых с убийственных с точки зрения эпидемий вирусов в истории человечества

Вирусы гриппа постоянно циркулируют среди населения, вызывая сезонные подъемы заболевания, периодически приобретающие характер эпидемий и даже пандемий. Эпидемии гриппа наносят огромный экономический ущерб, приводят к людским потерям. Это, прежде всего, относится к вирусам типа А, который каждые 2-3 года вызывает эпидемии, а несколько раз в столетие - пандемии с числом заболевших 1-2 млрд. человек. Эпидемии, вызываемые вирусом типа В, повторяются через 3-6 лет.

Пандемии гриппа, вызванные мутированными вирусами, против которых у людей нет иммунитета, возникают 2-3 раза в 100 лет. Пандемия гриппа 1918—1919 ("испанка", штамм H1N1) унесла жизни 40-50 миллионов человек. Предполагают, что вирус "испанки" возник в результате рекомбинации генов вирусов гриппа птиц и человека. В 1957—1958 была пандемия "азиатского гриппа", вызванная штаммом H2N2; в 1968—1969 - пандемия "гонконгского гриппа" (H3N2).

С 2009 появилось новое заболевание людей и животных, вызываемое штаммами вируса гриппа А/H1N1, А/H1N2, А/H3N1, А/H3N2 и А/H2N3, известных под общим названием "вирус свиного гриппа". Он распространён среди домашних свиней, а также может циркулировать в среде людей, птиц и др. видов; этот процесс сопровождается его мутациями.

Как уберечься от вирусов? Существуют ли действенные меры профилактики и гигиены?

Выделяют специфические и неспецифические способы профилактики вирусных инфекций. Специфические заключаются в использовании вакцин, при их наличии. При их введении у человека формируется как правило пожизненный иммунитет (вакцина от кори, краснухи, эпидемического паротита, ветряной оспы, гепатита В). Существует также экстренная профилактика. Ее проводят во время эпидемического подъема заболеваемости. Для экстренной профилактики, например, гриппа применяют противовирусные химиопрепараты: ремантадин (активен только против вирусов типа А), арбидол, амиксин, оксалиновую мазь и др. Используют также интерферон, дибазол, различные индукторы интерферона (например, элеутерококк, продигиозан).

Против многих вирусных инфекций вакцин не существует. В этом случае помогает неспецифическая профилактика. Существуют ряд общих правил:

- соблюдать личную гигиену (мойте руки перед приемом пищи, после использования туалета; не трогайте грязными, немытыми руками нос, глаза, рот).
- обязательно поддерживать здоровый образ жизни с помощью сбалансированного питания, занятий физкультурой, прогулок на свежем воздухе и многое другое.

Но для каждого вируса неспецифическая профилактика своя. Если речь идет о вирусах, передающихся воздушно-капельным путем, то необходимо придерживаться следующих правил:

- надевать маски, причем на больного человека, чтобы исключить попадание в пространство крупных частиц слюны при кашле и чихании, мелкие же частицы она не задерживает;
- тщательно убирать помещения, так как вирус любит теплые и пыльные помещения, поэтому стоит уделить время влажной уборке и проветриванию;

- избегать массовых скоплений людей и воздержаться от походов в общественные места.

Если вирус передается с помощью фекально-орального механизма, например, вирус гепатита А, то необходимо соблюдать следующее:

- употреблять чистую или кипяченую воду;
- мыть фрукты, ягоды, овощи кипяченой водой:
- поливать свой сад и огород проточной водой.

Если вирус передается через кровь, например, вирус гепатита В,С, ВИЧ, то необходимы:

- дезинфекция, стерилизация медицинских изделий;
- обследование доноров крови;
- не употреблять наркотики;
- использовать индивидуальные предметы личной гигиены;
- быть осторожными с маникюром, пирсингом и татуировками, делать это только в профессиональном салоне.

Если вирус передается половым путем, например, ВИЧ, то нужно:

- исключить незащищенные половые контакты, если вы не уверены в своём партнёре;
- использовать барьерные средства контрацепции, если вы не знаете статус своего партнера.

Читайте также: