Врачи предупреждают: ранней весной, когда погода еще не устойчива, опасность подхватить вирусную инфекцию значительно усиливается. А кстати, что это вообще значит — «подхватить вирус»? И откуда они берутся? И такие уж они зловредные, как все думают? Разбираясь в природе вирусов, мы выяснили, что они до сих пор остаются одними из самых сложных загадок природы, которые ученым только еще предстоит разгадать.
Науке известны тысячи разновидностей вирусов, но в природе их намного-намного больше, говорят ученые, — миллионы! Вирусы «свободно парят» вокруг нас, находятся в воде, земле, воздухе, обитают в организмах животных, в стеблях растений. Подумаешь об этом всерьез, и даже страшно становится: представляются тучи злобных микроскопических существ, которые так и норовят всех вокруг перезаразить всевозможными болячками. Но давайте перестанем фантазировать и разберемся, что же такое вирус на самом деле.
В переводе с латыни «вирус» означает «яд». Впервые биологи заговорили о существовании «некого элемента», способного переносить болезни от одного организма к другому в ХIX веке. К настоящему времени удалось изучить порядка 6000 видов вирусов. Разработаны вакцины, способные остановить их разрушительную силу. Но все равно нельзя сказать, что науке доподлинно известно, с чем она имеет дело.
— Вирусы есть у каждого вида живых существ на Земле, в том числе у грибов, мхов, есть вирусы бактерий, простейших, — поясняет вирусолог, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Сеченовского университета Александр Лукашев. — И многие в принципе могут перейти к человеку.
Постоянная атака
Вирусы атакуют все живое постоянно. И есть этому самая что ни на есть объективная причина, обусловленная самой природой. Дело в том, что вирус — не бактерия и не микроорганизм. Это, выражаясь научным языком, фрагмент генетической информации, упакованный в белковую оболочку. Самое главное, что нужно запомнить — у вируса нет клетки, а значит, вне чужого организма он не может делиться и как бы не живет, а находится в замершем состоянии. Поэтому наука, к слову, до сих пор не определилась, живые вирусы существа или нет.
— Любая живая информация старается выжить в биосфере, — говорит вирусолог Лукашев.— Главная эволюционная задача вируса — проникнуть в живую клетку и, используя ее ресурсы и питательные вещества, размножиться как можно в большем количестве своих копий. Образно говоря, у вируса нет задачи быть «плохим», нет задачи уничтожать клетку, которая обеспечивает его главную жизненную функцию. Наоборот, «хороший» вирус имеет преимущества. Например, вирус герпеса большинству людей практически не наносит никакого вреда. Им заражены все, он распространен повсеместно и в принципе свою функцию — максимально размножиться, выполняет. При этом тяжелые заболевания вызывает редко. А, скажем, вирус Эбола убивает примерно половину своих жертв, в том числе и поэтому он не может размножиться в популяции человека. Очевидно, что вирусу с точки зрения эволюции убивать не выгодно.
Клетка умирает, но не сдается
Каждую секунду в природе идут боевые действия, в которых вирусы выступают как агрессоры — так устроена природа. Клеткам живых организмов приходится держать глухую оборону. Но человек и не знает, что находится под обстрелом фрагментов генетической информации, потому что в подавляющем большинстве случаев клетки его организма самостоятельно разбираются с захватчиком, не допуская заражения.
— В течение нескольких часов вирус подчиняет себе клетку разными способами, — продолжает рассказ вирусолог.— В клетке есть системы защиты, и вирусу необходимо их подавить, не допустив, чтобы клетка покончила жизнь самоубийством. Когда вирус попал внутрь клетки, ее уже не спасти, и она сама себя старается убить — этот механизм заложен природой. Или же клетка может дать сигнал другим клеткам, что с ней что-то не так, и начнется воспаление, которое не даст вирусу распространиться повсеместно, локализовав его. Вирусы этот механизм тоже пытаются подавить, но с разной степенью успешности. Если они преодолеют сопротивление клетки, то размножатся, если нет— то инфекции не случится. Интересно, что попыток захвата клеток вирусами на самом деле намного больше, чем случаев реального заражения и развития болезни. Чаще всего клетка побеждает.
От вида к виду и обратно
Но как же в таком случае возникают эпидемии? По словам экспертов, на руку вирусам играет банальное стечение обстоятельств. Победа настойчивого вируса — процесс вероятностный. Вирусы, как мы уже поняли, обстреливают людей с завидным упрямством: то успешно, то нет. Но опасными и смертоносными они становятся, когда удается перейти от одного вида к другому. У каждого вируса есть свой, строго специфичный набор клеток тех или иных живых существ, которые ему легко подавить, но время от времени случается форс-мажор.
— Вирусы переходят между видами нечасто, — говорит директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского. — Скажем, вирусы от растений к животным переходят, наверное, раз в миллион лет. Но переходят. Вирусы постоянно пытаются переходить от вида к виду, другой вопрос, что в подавляющем числе случаев у них ничего не получается. Легче перейти к близкому виду. Например, от приматов к человеку вирусы переходят с периодичностью много раз в год. Мы просто о большинстве таких случаев и не знаем. От млекопитающих — примерно раз в 10 лет. Ту же Эболу человек «подхватил» от летучих лисиц. И вспомним свиной грипп и другие «болячки», перешедшие от животных. Случаи могут регистрироваться, например, и два года подряд, а потом 20 лет будет затишье, но если говорить о средней периодичности, то разв 10 лет. Но подчеркиваю, что на каждый успешный переход приходится, условно, миллион безуспешных, когда вирус попал в организм, но заразить его не смог. Или одну клетку заразил, но не смог вызвать заболевание. Или вызвал заболевание у одного представителя вида, но дальше не распространился.
Съедобное-несъедобное
По словам вирусолога Лукашева, в случае с коронавирусом мы как раз наблюдаем результат удачного межвидового перехода: вирусом человека наделили летучие мыши, при посредничестве панголина. Успешное проникновение «животного» вируса в человеческую клетку, помноженное на благоприятные для его распространения условия, — и вот уже «мышиная» генетическая информация копируется в человеческом организме. И в считаные дни, мутируя бесконечное число раз, вызывает чуть ли не эпидемию.
— Скученность населения в Китае, особая культура медицины и, скажем так, очень близкий контакт между людьми и животными— в Китае просто совпали условия, благоприятные для развития вируса. То есть из-за особенностей пищевых рынков и, возможно, более высокой восприимчивости населения «животный» вирус летучих мышей «зацепился» у человека, а дальше из-за высокой плотности населения смог быстро распространиться, — рассуждает вирусолог Александр Лукашев. — У нас в стране совсем другие условия, хотя известно, что зараженные примерно такими же опасными вирусами летучие мыши обитают на юге России. Однако коронавирус не мог бы активизироваться на нашей территории, поскольку мы летучих мышей не едим, ни разделываем и на рынках не продаем. Это значит, что, как бы вирус не пытался перейти от животного к человеку, шансов подавить новый вид у него практически нет. Гипотетически к человеку может перейти множество вирусов — умножьте число всех видов млекопитающих на 1000 и получите примерное их количество. Но повторюсь, если нет условий, выгодных для распространения «заразы», бояться нечего.
Как ученый табак лечил
Первооткрывателем вируса считается русский ученый Дмитрий Ивановский, который впервые в 1892 году доказал существование нового типа возбудителя болезней на примере мозаичной болезни листьев табака. Исследуя причины болезни, поразившей плантации этого растения в Крыму, Ивановский пришел к выводу, что существует некий инфекционный патоген, передающий болячку от растения к растению. Этот патоген и был назван вирусом.
Интересно, что о вакцинах для защиты от вирусных заболеваний исследователи говорили задолго до открытия самих вирусов — первым был Эдвард Дженнер, который еще в 1798 году опубликовал свое исследование о лечении оспы с помощью секрета из оспинных папул. О вирусах, переносивших заболевания, никто в те времена и слыхом не слыхивал.
НУ И НУ!
Чем больше ученые изучают вирусы, тем больше перед ними предстает загадок. Сейчас наука уже признала, что вирусы — это наследие древнего мира, который существовал еще до появления первой живой клетки, 4 миллиарда лет назад. Они неотъемлемая часть жизни. Более того, из вирусов или их остатков по большей части состоит геном человека. Другими словами, вирусы были основой развития жизни на Земле. Доказано, что человек как млекопитающее обязан своим существованием именно им, поскольку благодаря вирусам у наших далеких предков начала формироваться плацента. Как? Они привнесли в человеческий геном белок, отвечающий за ее функцию. Кроме того, вирусы повысили эффективность эволюции. Они переносили генетическую информацию намного эффективнее, чем это делалось только в ходе размножения. То есть удачные гены они переносили не только потомству вида, а сразу в новый организм.
КСТАТИ
Вирусы постоянно мутируют. Ученые говорят, что у многих вирусов каждый новый геном имеет дополнительную мутацию. Мутирует вирус иногда в течение нескольких часов. Внутри одной клетки, внутри одного цикла размножения одинаковых вирусов нет! А если и есть, то это случайность. Причем большинство из этих мутаций не жизнеспособны, но чтобы иметь возможность приспособиться к новым условиям, вирус мутирует, производя в популяции самые разные варианты. Например, если бы вирус не мутировал, то не было бы эпидемии СПИДа. Мутация для вирусов — обязательная часть их жизненного цикла. Собственный геном вирусов в миллион раз меньше человеческого, и, чтобы с нами конкурировать, они мутируют, создавая множество вариантов одного и того же белка, которые могут «пригодиться» в разных условиях.
ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Геннадий Аксенов, историк науки, кандидат географических наук, исследователь:
— Самый частый вопрос, который задают обычно про вирусы, — живые они или нет. Жизнь существует в клеточной форме. Только тогда организм живет, когда работает клетка. Живые бактерии занимаются тем, что размножаются, ну и попутно создают космические тела, которые мы называем планетами. Но если нет питания, они окукливаются, превращаются в споры и ждут. Никто не знает, сколько они так могут существовать и в каких условиях. Им космические условия тоже не помеха — хранятся и все. И вирусы ничем особенным от бактерий не отличаются. Но вне клетки они не живут, а ждут, пока окажутся на ней — чисто случайно. Ведь вирусов гигантское число, и когда-нибудь они обязательно попадут на клетку кого угодно — бактерии, животного, растения — и впрыснут в нее свой зародышевый материал. Тогда клетка начнет его воспроизводить, делиться уже с материалом вируса. Если организм погибает, вирус снова начинает ждать — времени у него куча. Но все равно жизнь — это клетка, работает только в клеточной форме.
