Откуда берутся вирусы

Откуда берутся и куда уходят вирусы 

Пока внимание всего мира приковано в китайскому коронавирусу, пандемия, охватившая весь мир заставляет задуматься о том, что же такое вирусы, откуда они берутся, и каким образом вызывают инфекционные заболевания. И один из вопросов: какая эпидемия ждет человечество в будущем.

 

Теории возникновения вирусов

Вирусы, пожалуй, наименее изученные микроорганизмы в мире, которым для размножения и жизнедеятельности нужен донор: живой организм. Вирус находит живую клетку, встраивается в ДНК и, таким образом, живет и размножается. Часто такое “заселение” непрошеным гостем ведет к печальным последствиям в виде различных инфекционных заболеваний. О том, что же это за организмы и откуда появилось – до сих пор спорят ученые и медики.

Существует несколько теорий появления вирусов:

• Гипотеза вырождения.
• Гипотеза беглой ДНК.
• Гипотеза первичности.

 

Согласно первой теории (гипотеза вырождения) они зародились вместе с самой жизнью и паразитировали на больших клетках живых организмов. То есть изначально – это часть большинства живых клеток.

Вторая теория (гипотеза беглой ДНК) гласит, что они появились из-за раскола клетки и произошедших мутациях в клетках. Таким образом – это частица ДНК, которая “сбежала” от клетки и, не будучи в состоянии жить самостоятельной жизнью, стала паразитировать на живых организмах.

Третья теория утверждает о первичности происхождения вирусов, так как они образованы путем соединения нуклеиновой кислоты с комплексами молекул белка, что собственно и привело к созданию жизни на планете.

Каждая из теорий не убедительна настолько, чтобы ей доверять. Это связано с трудностями, связанными с изучением вирусов.

Так как вирусы не способны жить сами по себе, то вынуждены постоянно приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде. Это называется мутация вирусов, которая настолько высока, что даже изучить как следует эти микроорганизмы становится трудной задачей. Ситуация развивается таким образом: ученые берут для изучения клетку, которую поразил возбудитель болезни, а к концу исследования получают уже абсолютно другой штамм. Это говорит о том, вирусы не какая-то статичная структура и постоянно меняются. Тем не менее, они оставляют следы в ДНК, по которым и можно проследить их эволюцию от штамма к штамму, путем изменений в РНК.

При этом не все вирусы ведут к эпидемиям. Некоторые не причиняют никакого вреда ни человеку, ни животным и сосуществуют вместе. При этом они живут как в земле, так и в воде, и не только в клетках животных и человека, но и в бактериях. Тем не менее, существуют и такие, которые, встраиваясь в ДНК человека или животного, вызывают болезни и легко передаются от больного организма здоровому. На распространение вирусов влияет увеличение контактов между людьми, способствующих “заселению” их в организмы. Если вирус опасен, тогда это может вызывать целые эпидемии: широкую распространенность заболевания.

Еще ученые утверждают, что без вирусов мы бы не эволюционировали в такие организмы как сейчас. Все дело в том, что они не только вызывают болезни, но и берут информацию из ДНК и ретранслируют ее другим организмам. Например, именно благодаря вирусу у нас есть ген гемоглобина, который достался нам от…динозавров. Этот важный ген обогащает нашу кровь кислородом. А также у некоторых млекопитающих и рыб появилась способность к деторождению, так как вирусы способствовали появлению защитной сумки (плаценты), задача которой – обеспечить плод полезными веществами от матери. Таким образом, эволюционируют и изменяются не только вирусы, меняется весь мир и, в том числе, под их влиянием.

 

Появление пандемий в мире

Пандемия, вызванная коронавирусом – далеко не первая эпидемия, которую переживает человечество. При этом не все из них были вызваны вирусами. Например, сегодня медики говорят об эпидемии сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, хотя в массовом сознании это слово прочно укрепилось как распространенность инфекционных заболеваний. Возможно это связано с внезапностью возникновения, вспышкой болезни, чего не скажешь о медленно надвигающейся угрозе от других неинфекционных болезней.

Кстати, учеными удалось создать карту “горячих точек”, где чаще другого возникают очаги (вспышки) инфекции и откуда идет распространение. Чаще всего отправными точками для заражения становятся страны с влажным и теплым климатом (некоторые страны Азии, Южной Америки и Африки), а также страны с высокой плотностью населения (Китай). Так, например, самый убойный вид гриппа – “испанка”, хоть и получил название от европейской страны, где широко распространился, был обнаружен в Китае. Предположительно эту страну и принято считать источником заразы, откуда та попала в США и дальше – в Европу. А один из самых смертельных видов гриппа – свиной – начал путь по планете из Мексики, где началась первая вспышка. Первые случаи заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) были зафиксированы в Африке.

В разное время человечество переживало различные эпидемии, возбудителем которых были вирусы. Переносчиками были животные. Самые смертельные из них уносили до нескольких сотен миллионов населения планеты. Например:

• чума или черная смерть унесла 100 миллионов человеческих жизней и 60% населения Европы;
• “испанка”, испанский грипп, стал причиной смерти 500 миллионов человек, переболел болезнью каждый третий, вспышка в Европе пришлась на последние годы Первой мировой войны;
• свиной грипп, самый опасный из всех существующих видов гриппа, унес жизни 570 миллионов людей;
• Эбола, известный еще как геморрагическая лихорадка, пришел из Африки и обладает чрезвычайно высокой летальностью (в среднем 50%). В момент вспышки умерло несколько десятков тысяч человек, выжившие имеют серьезные проблемы со здоровьем.

 

Как видите, человечество справилось со всеми этими эпидемиями и выжило. Тем не менее многие задаются вопросом: почему.

Основных причин того, что любая эпидемия – конечна, три:

1. Чаще всего от вируса умирают люди, чьи организмы уже были ослаблены сопутствующим хроническим заболеванием. Относительно здоровые люди, переболев, получали стойкий иммунитет. Таким образом выработался коллективный иммунитет, который и остановил распространение некоторых болезней.
2. Есть люди, которые, вследствие мутаций в своих генах, не предрасположены к болезням, вызванных вирусами. Некоторые ученые предполагают, что этой мутации мы обязаны эпидемии чумы. Якобы черная смерть оставила отпечаток на ДНК последующих поколений, защитив их от некоторых штаммов вирусов. Но это не точно.
3. Несмотря на то, что от вирусов нет специфического лечения (по причине того, что они быстро мутируют, что усложняет их доскональное изучение), медицина не стоит на месте и разрабатывает вакцины, которые защищают человека от болезней в будущем. Кстати, не так давно была разработана вакцина от Эболы и интернет облетела фотография, где медики несут гроб с последним умершим от этой болезни.

 

Поэтому коронавирус тоже обречен: пандемия закончится, как и распространение вируса.

Учитывая количество эпидемий, возникших в 20 веке, создается впечатление, что вирусов стало больше, но это не так. По мнению ученых, некоторые из них стали активными по причине того, что растет уровень стресса, который влияет на иммунную систему людей, делая нас уязвимыми. Вторая причина, это тенденция к тому, что стираются границы между странами и увеличивается количество перелетов, таким образом создаются условия для распространения вирусов. И если в средние века эпидемии длились мучительно и долго, а на распространение уходили годы, то сегодня это происходит мгновенное, как с коронавирусом.

 

На службе у человечества

Говоря о вирусах, стоит упомянуть и хорошее, ведь они не только вызывают эпидемии. Например, в океанах они играют важнейшую роль в регуляции водных экосистем. При этом именно в воде “живет” больше всего вирусов: в чайной ложке морской воды их можно насчитать миллион.

Тот факт, что вирусы способны переносить информацию на генном уровне, сделало их объектом изучения генетиков. Используя принцип их передачи, ученые пытаются понять механизм развития некоторых заболеваний и найти новые способы их лечения. Например, некоторые разработки указывают на то, что вирусы, с их способностью избирательно влиять на ДНК, могут сыграть важную роль в создании нового лекарства от рака. Также использование вирусов в борьбе с патогенными микроорганизмами может привести к завершению эры антибиотиков.

С точки зрения материаловедения, вирусы – это хорошо организованные наночастицы, что также открывает горизонты для их использования в нанотехнологиях.

Чтобы лучше изучить вирусы – ученые научились выращивать их искусственным путем. Это одновременно и хорошая новость и определенные риски для всего человечества. Например, искусственно выращенные вирусы используют для разработок вакцин нового поколения. Образцы более 2400 искусственно созданных вирусов хранятся в открытом доступе в специальной базе, доступ к ней есть у большинства вирусологических лабораторий. Это вызывает беспокойство, что их используют в качестве биологического оружия. Особенно настораживает наличие в каталоге оспы, так как разработанная от этого заболевания вакцина обладает тяжелыми побочными эффектами, и более опасна, чем сам вирус. Из-за того, что прививку от оспы больше не делают –  у большей части современного населения нет иммунитета, а значит в любой момент вспышка этой болезни может унести тысячи жизней.

Тем не менее, нас уверяют, что доступ к базе надежно защищен и “выход” вируса как вида биологического оружия невозможен. Страх людей подкрепляет кинематограф, где в фильмах-катастрофах часто мелькает тема эпидемии, вызванной новым неизученным вирусом, “сбежавшем” из лаборатории. Но, к счастью, все показанное в кино зачастую – вымысел и не базируется на научных фактах. 

 

Куда деваются вирусы

Также как нет достоверной информации о происхождении вирусов, никто не может сказать исчезнут ли они навсегда из нашей жизни. Скорее, что нет. Даже коронавирус по прогнозам ученых станет привычной частью вирусологической системы человечества и его вспышки будут возникать время от времени как сезонный грипп. Благодаря коллективному иммунитету он больше не будет способен вызвать пандемию, при этом он, так же как и грипп, будет постоянно меняться, так как мутация – неотъемлемая характеристика любого вируса.

В выработке коллективного иммунитета важную роль играют прививки. На сегодня известно, что в более 16 стран мира ведутся работы по созданию вакцины от коронавируса, некоторые уже проходят клинические испытания. Пока ни одна из этих разработок не доказала своей эффективности. По прогнозам медиков, уже в начале 2021 года можно ожидать информацию о ее появлении.

Тем не менее, если проводить аналогию с гриппом, вакцина – не панацея, ведь даже сезонный грипп постоянно мутирует, и каждый раз нужна новая, которая будет защищать от новых штаммов. Скорее, то же будет происходить и с вакциной от коронавируса. Ученые утверждают, что больные коронавирусом, заразившиеся недавно, легче переносят болезнь, чем первые пациенты. Также снижается летальность. Это связывают с тем, что вирус мутировал и заражение происходит другим его штаммом, не тем, который вызвал вспышку болезни изначально.

До тех пор, пока вирусы живут с нами – есть угроза заражения. Стоит помнить, что чем крепче иммунитет – тем меньше шансов заболеть. Невозможно полностью уничтожить все вирусы, но можно каждый день заботиться о здоровье, соблюдая правила здорового образа жизни. А также можно заботиться о себе и окружающих прямо сегодня: мыть руки и соблюдать социальную дистанцию, чтобы снизить скорость распространения коронавируса.