Кога се появиха вирусите на земята? I. История на откриването и методите за изследване на вирусите. Човешки папиломен вирус при жените

Вирусите (биологията дешифрира значението на този термин по следния начин) са извънклетъчни агенти, които могат да се възпроизвеждат само с помощта на живи клетки. Освен това те са способни да заразяват не само хора, растения и животни, но и бактерии. Бактериалните вируси обикновено се наричат ​​бактериофаги. Не толкова отдавна бяха открити видове, които се заразяват един друг. Те се наричат ​​„сателитни вируси“.

Основни характеристики

Вирусите са многобройна биологична форма, тъй като съществуват във всяка екосистема на планетата Земя. Те се изучават от наука като вирусологията - дял от микробиологията.

Всяка вирусна частица има няколко компонента:

Генетични данни (РНК или ДНК);

Капсид (протеинова обвивка) - изпълнява защитна функция;

Вирусите имат доста разнообразна форма, варираща от най-простата спирала до икосаедрична. Стандартните размери са около една стотна от размера на малка бактерия. Повечето екземпляри обаче са толкова малки, че дори не се виждат под светлинен микроскоп.

Те се разпространяват по няколко начина: вирусите, живеещи в растенията, пътуват с помощта на насекоми, хранещи се със сокове от трева; Животинските вируси се пренасят от кръвосмучещи насекоми. Те се предават по много начини: по въздушно-капков път или по полов път, както и чрез кръвопреливане.

Произход

В днешно време съществуват три хипотези за произхода на вирусите.

Можете да прочетете накратко за вирусите (нашата база от знания за биологията на тези организми, за съжаление, далеч не е съвършена) в тази статия. Всяка от изброените по-горе теории има своите недостатъци и недоказани хипотези.

Вирусите като форма на живот

Има две дефиниции за формата на живот на вирусите. Според първия извънклетъчните агенти са комплекс от органични молекули. Второто определение гласи, че вирусите са специална форма на живот.

Вирусите (биологията предполага появата на много нови видове вируси) се характеризират като организми на границата на живота. Те са подобни на живите клетки по това, че имат свой собствен уникален набор от гени и се развиват въз основа на метода на естествения подбор. Те също могат да се възпроизвеждат, създавайки свои копия. Тъй като вирусите не се считат от учените за жива материя.

За да синтезират свои собствени молекули, извънклетъчните агенти се нуждаят от клетка гостоприемник. Липсата на собствен метаболизъм не им позволява да се размножават без външна помощ.

Балтиморска класификация на вирусите

Биологията описва достатъчно подробно какво представляват вирусите. Дейвид Балтимор (носител на Нобелова награда) разработи своя собствена класификация на вирусите, която все още е успешна. Тази класификация се основава на това как се произвежда иРНК.

Вирусите трябва да произвеждат иРНК от собствените си геноми. Този процес е необходим за репликацията на собствената нуклеинова киселина и образуването на протеини.

Класификацията на вирусите (биологията взема предвид техния произход) според Балтимор е следната:

Вируси с двойноверижна ДНК без стадий на РНК. Те включват мимивируси и херпевируси.

Едноверижна ДНК с положителна полярност (парвовируси).

Двуверижна РНК (ротавируси).

Едноверижна РНК с положителна полярност. Представители: флавивируси, пикорнавируси.

Едноверижна РНК молекула с двойна или отрицателна полярност. Примери: филовируси, ортомиксовируси.

Едноверижна положителна РНК, както и наличие на ДНК синтез върху РНК матрица (HIV).

Двуверижна ДНК и наличие на ДНК синтез върху РНК матрица (хепатит В).

Период на живот

Примери за вируси в биологията се срещат почти на всяка крачка. Но жизненият цикъл на всеки протича почти еднакво. Без клетъчна структура те не могат да се възпроизвеждат чрез делене. Следователно те използват материали, намиращи се вътре в клетката на техния гостоприемник. Така те възпроизвеждат голям брой свои копия.

Вирусният цикъл се състои от няколко етапа, които се припокриват.

На първия етап вирусът се прикрепя, т.е. образува специфична връзка между своите протеини и рецепторите на клетката гостоприемник. След това трябва да проникнете в самата клетка и да прехвърлите своя генетичен материал в нея. Някои видове също носят катерици. Впоследствие настъпва загуба на капсида и геномната нуклеинова киселина се освобождава.

Човешки болести

Всеки вирус има специфичен механизъм на действие върху своя гостоприемник. Този процес включва клетъчен лизис, който води до клетъчна смърт. Когато голям брой клетки умират, цялото тяло започва да функционира зле. В много случаи вирусите може да не навредят на човешкото здраве. В медицината това се нарича латентност. Пример за такъв вирус е херпесът. Някои латентни видове могат да бъдат полезни. Понякога тяхното присъствие предизвиква имунен отговор срещу бактериални патогени.

Някои инфекции могат да бъдат хронични или през целия живот. Тоест, вирусът се развива въпреки защитните функции на тялото.

Епидемии

Хоризонталното предаване е най-често срещаният тип разпространение на вируса сред човечеството.

Скоростта на предаване на вируса зависи от няколко фактора: гъстотата на населението, броя на хората с слаб имунитет, както и качеството на лекарствата и метеорологичните условия.

Защита на тялото

Видовете вируси в биологията, които могат да засегнат човешкото здраве, са безброй. Първата защитна реакция е вродения имунитет. Състои се от специални механизми, които осигуряват неспецифична защита. Този тип имунитет не е в състояние да осигури надеждна и дългосрочна защита.

Когато гръбначните животни развият придобит имунитет, те произвеждат специални антитела, които се прикрепят към вируса и го правят безопасен.

Придобитият имунитет обаче не се формира срещу всички съществуващи вируси. Например ХИВ непрекъснато променя своята аминокиселинна последователност, така че избягва имунната система.

Лечение и профилактика

Вирусите са много често срещано явление в биологията, така че учените са разработили специални ваксини, съдържащи „вещества убийци“ за самите вируси. Най-често срещаният и ефективен метод за контрол е ваксинацията, която създава имунитет към инфекции, както и антивирусни лекарства, които могат селективно да инхибират вирусната репликация.

Биологията описва вирусите и бактериите предимно като вредни обитатели на човешкото тяло. В момента с помощта на ваксинация е възможно да се преодолеят повече от тридесет вируса, които са се заселили в човешкото тяло и още повече в тялото на животните.

Превантивните мерки срещу вирусни заболявания трябва да се извършват своевременно и ефективно. За да направи това, човечеството трябва да води здравословен начин на живот и да се опита по всякакъв начин да повиши имунитета. Държавата трябва да организира своевременно карантини и да осигури добро медицинско обслужване.

Растителни вируси

Изкуствени вируси

Способността да се създават вируси в изкуствени условия може да има много последствия. Вирусът не може напълно да изчезне, докато има чувствителни към него тела.

Вирусите са оръжия

Вирусите и биосферата

В момента извънклетъчните агенти могат да се „похвалят“ с най-голям брой индивиди и видове, живеещи на планетата Земя. Те изпълняват важна функция, като регулират популациите на живите организми. Много често те образуват симбиоза с животни. Например, отровата на някои оси съдържа компоненти от вирусен произход. Основната им роля в съществуването на биосферата обаче е животът в морето и океана.

Една чаена лъжичка морска сол съдържа приблизително един милион вируси. Основната им цел е да регулират живота във водните екосистеми. Повечето от тях са абсолютно безвредни за флората и фауната

Но това не са всички положителни качества. Вирусите регулират процеса на фотосинтеза, като по този начин увеличават процента на кислород в атмосферата.

Биолозите все още спорят какво представляват вирусите, дали са живи същества или мъртва материя. Енциклопедичните речници откровено признават: в момента науката не разбира природата на тези същества, не знае как и откъде са дошли.

Вирус на човешката имунна недостатъчност (HIV)

Към днешна дата са открити около две хиляди вида вируси. Предполагаем. че това е само много малка част от тях. Вирусите постоянно мутират и отнякъде възникват нови разновидности. понякога причинява смъртоносни болести като луда крава, птичи грип, ебола, СПИН и други.

Тези безмилостни убийци на клетки изглеждат толкова чужди на всичко земно, че много изследователи, които ги изучават съвсем сериозно, твърдят, че вирусите са дошли на Земята от дълбокия космос. Действията им наистина приличат на епизоди от филми на ужасите за нападение от представители на извънземна цивилизация. Чудовищно изглеждащо джудже захапва гигантска нищо-

отива до нищо неподозираща клетка, разтваря черупката й и завинтва „пружина“ от нейната ДНК в нея. Тази „пружина" дава на клетката собствена програма, като по този начин променя цялата й работа. Нещастната, засегната клетка забравя за първоначалните си отговорности и започва да щампова от получената матрица все нови и нови вируси, които носят смърт на съседните клетки.

Представителите на една от разновидностите на вирусите - бактериофагите (бактериоядците) - дори изглеждат като космически модул, създаден за кацане на чужда планета с цел вземане на проби от почвата. Бактериофагът освобождава своеобразни „подпорни стълбове“, с които се прикрепя здраво към жертвата, след което забива свредлото си в нея.
Вирусите не се нуждаят от храна. Те не го консумират и не го усвояват. Както признават учените, по своята структура вирусите са по-подобни на примитивни механизми, които преследват една единствена цел: да търсят живи клетки и да се интегрират в тях. Но от кого, кога и защо им е възложена такава задача? Експертите дори не смеят да се замислят по този въпрос.

Вирусите са възникнали в космоса

През 2008 г. докторът на геоложките и минералогичните науки С. Жмур предложи собствена хипотеза за произхода на живота на Земята. Според него основният предшественик на всички живи същества не са били клетките или дори бактериите, а вирусите, възникнали в околослънчевото пространство преди около пет милиарда години.

След експлозията на определена свръхнова в космоса бяха изхвърлени огромни маси от звездна материя, от които впоследствие се образува облак газ и прах, а от него след това планетите от Слънчевата система. Високата температура на това вещество допринесе за образуването на цианиди в него - химични елементи, които представляват основата за създаването на най-простите въглеводороди. Следващият етап се състоеше от появата на въглеводородни ензимни протеини и пептидни протеини, които след това доведоха до синтеза на молекули на нуклеинова киселина. А това от своя страна позволи образуването на РНК и ДНК, които „създадоха“ пептидна обвивка, за да се предпазят от вредни външни влияния. Така възниква структура, която не е нищо повече от познатия ни вирус.

Грипен вирус A/H1N1

По-нататъшното развитие на вирусите на Земята се случи благодарение на водата, която проникна в тях през пептидната обвивка. Някои видове вируси набъбнаха, образува се протоплазмата им и се усложни генетичният им апарат. Всичко това доведе до разделянето и. в крайна сметка, появата на пълноценна бактериална клетка, която бележи началото на живота на планетата.

С. Жмур не изключва възможността за по-древен произход на вирусите. Те са били в състояние да възникнат в материята, образувана веднага след Големия взрив. Това означава, че възрастта на тези микроскопични същества е почти равна на възрастта на Вселената. Тоест, оказва се, че навсякъде в пространството е разпространено едно живо вещество, способно да породи живот на всяко подходящо за него небесно тяло.

Някои изследователи отиват дори по-далеч, вярвайки, че вирусите са биороботи, изкуствено създадени от някого, дошли на Земята преди милиарди години заедно с органични ембриони. Целта на вирусите биороботи беше да обслужват тези ембриони. Руският учен М. Даряненко смята, че вирусите биороботи са призвани

осигуряват необходимия ход на еволюцията, като се свързват в определена последователност с клетките на живите организми и въвеждат в тях необходимите ДНК програми. Но в продължение на милиони години от тяхната дейност нещо се обърка и вирусите се превърнаха от слуги на клетките в техни убийци. Възможно е вирусите биороботи да са решили: животът на Земята не е следвал сценария, предписан му от програмата. И експериментът трябва да бъде ограничен, освобождавайки планетата за нови експерименти.

Вирусът Мими - липсващото звено в еволюцията?

От гледна точка на повечето учени въпросът за произхода на вирусите все още не е първостепенен. Основното нещо е да разберете какви са вирусите, как да съществувате съвместно с тях, как да се борите с тях. Научихме за вирусите сравнително наскоро - само преди 100 години, но се научихме да работим с тях едва в средата на миналия век.

Не толкова отдавна биолозите вярваха, че най-накрая са открили модели в структурата на вирусите и механизма на тяхното действие. Но прозрението дойде през 1992 г., когато удивителен, различен от всичко останало обект беше открит в амеба, уловена във водата на индустриален резервоар в Англия. Той е 40 пъти по-голям в диаметър от известните вируси, но не е бактерия. Биолозите го разпознаха като вирус, наричайки го мими заради неговата мимикрия или маскировка като бактерия.

Човекът е на около два милиона години. Възрастта на вирусите според всички оценки се оценява на милиарди години. Нещо повече, те могат да съществуват в „консервирано" състояние за неопределено време. Всъщност вирусите са безсмъртни. Дешифрирането на нашия геном показа, че той е пълен с останки от древни вируси. Те заемат почти 10% от човешкия геном. Защо тези останки са там Подобни въпроси в науката започнаха да се обсъждат едва през последните години.

„Човешката цивилизация е виждала вирусни заболявания през цялата история, които са отнели милиони животи“, казва Робърт Шоуп, директор на лабораторията за вируси в Йейл. - Понякога изглеждаше, че човечеството е на ръба на пълното унищожение. Но всеки път всичко се получаваше повече или по-малко добре. Вирусите отстъпваха. Случайно ли е това? Или е било програмирано по този начин от самото начало, от момента, в който животът се е появил на Земята?“

Загадките на 20 век №34 2011г

Човешкото тяло е податливо на всякакви болести и инфекции, животните и растенията също боледуват доста често. Учените от миналия век се опитаха да идентифицират причината за много заболявания, но дори и след като определиха симптомите и хода на заболяването, те не можаха уверено да кажат причината за това. Едва в края на деветнадесети век се появява терминът "вируси". Биологията, или по-скоро една от нейните секции - микробиологията, започна да изучава нови микроорганизми, които, както се оказа, са съседи от дълго време и допринасят за влошаването на здравето му. За по-ефективна борба с вирусите се появи нова наука – вирусологията. Именно тя може да разкаже много интересни неща за древните микроорганизми.

Вируси (биология): какви са те?

Едва през деветнадесети век учените откриват, че причинителите на морбили, грип, шап и други инфекциозни заболявания не само при хората, но и при животните и растенията са невидими за човешкото око микроорганизми.

След откриването на вирусите биологията не успя веднага да даде отговори на поставените въпроси относно тяхната структура, възникване и класификация. Човечеството има нужда от нова наука – вирусологията. В момента вирусолозите работят, за да изучават познати вируси, да наблюдават техните мутации и да измислят ваксини, които могат да предпазят живите организми от инфекция. Много често с цел експеримент се създава нов щам на вируса, който се съхранява в „спящо“ състояние. На негова основа се разработват лекарства и се правят наблюдения на ефектите им върху организмите.

В съвременното общество вирусологията е една от най-важните науки, а най-търсеният изследовател е вирусологът. Професията на вирусолог, според социолозите, става все по-популярна всяка година, което добре отразява тенденциите на нашето време. В края на краищата, според много учени, скоро ще се водят войни и ще се установяват управляващи режими с помощта на микроорганизми. В такива условия държава с висококвалифицирани вирусолози може да се окаже най-издръжлива, а населението – най-жизнеспособно.

Появата на вируси на Земята

Учените отдават появата на вирусите на най-древните времена на планетата. Въпреки че е невъзможно да се каже със сигурност как са се появили и каква форма са имали по това време. В крайна сметка вирусите имат способността да проникват в абсолютно всички живи организми, те имат достъп до най-простите форми на живот, растения, гъби, животни и, разбира се, хора. Но вирусите не оставят видими останки под формата на вкаменелости например. Всички тези характеристики на живота на микроорганизмите значително усложняват тяхното изследване.

• те са били част от ДНК и са се разделили с времето;
• първоначално са били вградени в генома и при определени обстоятелства са се „събудили” и са започнали да се възпроизвеждат.

Учените предполагат, че геномът на съвременните хора съдържа огромен брой вируси, които са заразили нашите предци и сега те са естествено интегрирани в ДНК.

Вируси: кога са открити?

Изследването на вирусите е сравнително нов клон на науката, тъй като се смята, че се появява едва в края на деветнадесети век. Всъщност може да се каже, че самите вируси и техните ваксини са открити несъзнателно от английски лекар в края на деветнадесети век. Той работи върху създаването на лек за едра шарка, която по това време убива стотици хиляди хора по време на епидемия. Той успява да създаде експериментална ваксина директно от раната на едно от момичетата, болно от едра шарка. Тази ваксинация се оказа много ефективна и спаси повече от един живот.

Но D.I. Ivanovsky се смята за официален „баща“ на вирусите. Този руски учен дълго време изучава заболяванията на тютюневите растения и прави предположение за малки микроорганизми, които преминават през всички известни филтри и не могат да съществуват сами.

Няколко години по-късно французинът Луи Пастьор, в процеса на борба с бяса, идентифицира неговите причинители и въвежда термина „вируси“. Интересен факт е, че микроскопите от края на деветнадесети век не можеха да покажат вируси на учените, така че всички предположения бяха направени за невидими микроорганизми.

Развитие на вирусологията

Средата на миналия век даде мощен тласък на развитието на вирусологията. Например, изобретеният електронен микроскоп най-накрая направи възможно да се видят вирусите и да се класифицират.

През петдесетте години на ХХ век е изобретена ваксината срещу детски паралич, която се превърна в спасение от тази ужасна болест за милиони деца по света. Освен това учените са се научили да отглеждат човешки клетки в специална среда, което е довело до възможността за изследване на човешки вируси в лаборатория. В момента вече са описани около една и половина хиляди вируси, въпреки че преди петдесет години са били известни само двеста подобни микроорганизми.

Свойства на вирусите

Вирусите имат редица свойства, които ги отличават от другите микроорганизми:

• Много малки размери, измерени в нанометри. Големите човешки вируси, като едрата шарка, са с размер триста нанометра (това е само 0,3 милиметра).
• Всеки жив организъм на планетата съдържа два вида нуклеинови киселини, но вирусите имат само една.
• Микроорганизмите не могат да растат.
• Вирусите се възпроизвеждат само в жива клетка гостоприемник.
• Съществуването се случва само вътре в клетката, извън нея микроорганизмът не може да покаже признаци на жизнена активност.

Вирусни форми

Към днешна дата учените могат уверено да декларират две форми на този микроорганизъм:

• извънклетъчен - вирион;
• вътреклетъчен - вирус.

Извън клетката вирионът е в "спящо" състояние, не дава признаци на живот. Веднъж попаднал в човешкото тяло, той намира подходяща клетка и едва след като проникне в нея, започва активно да се размножава, превръщайки се във вирус.

Структура на вируса

Почти всички вируси, въпреки факта, че са доста разнообразни, имат една и съща структура:

• нуклеинови киселини, които образуват генома;
• протеинова обвивка (капсид);
• Някои микроорганизми също имат мембранно покритие върху черупката.

Учените смятат, че тази простота на структурата позволява на вирусите да оцелеят и да се адаптират към променящите се условия.

В момента вирусолозите разграничават седем класа микроорганизми:

• 1 - състоят се от двойноверижна ДНК;
• 2 - съдържат едноверижна ДНК;
• 3 - вируси, които копират своята РНК;
• 4 и 5 - съдържат едноверижна РНК;
• 6 - трансформиране на РНК в ДНК;
• 7 - трансформиране на двойноверижна ДНК чрез РНК.

Въпреки факта, че класификацията на вирусите и тяхното изследване са постигнали голям напредък, учените признават възможността за появата на нови видове микроорганизми, които се различават от всички вече изброени по-горе.

Видове вирусни инфекции

Взаимодействието на вирусите с жива клетка и методът на излизане от нея определя вида на инфекцията:

• Литичен

По време на процеса на инфекция всички вируси напускат клетката едновременно и в резултат на това клетката умира. Впоследствие вирусите се „заселват” в нови клетки и продължават да ги унищожават.

• Упорит

Вирусите напускат клетката гостоприемник постепенно и започват да заразяват нови клетки. Но старият продължава своята жизнена дейност и „ражда“ нови вируси.

• Латентен

Вирусът е вграден в самата клетка, по време на нейното делене се предава на други клетки и се разпространява в цялото тяло. Вирусите могат да останат в това състояние доста дълго време. При необходимите обстоятелства те започват активно да се размножават и инфекцията протича според вече изброените по-горе видове.

Русия: къде се изучават вирусите?

В нашата страна вирусите се изучават отдавна и руските специалисти са лидери в тази област. В Москва се намира Научноизследователският институт по вирусология "Д. И. Ивановски", чиито специалисти имат значителен принос за развитието на науката. На базата на изследователския институт управлявам изследователски лаборатории, поддържам консултативен център и отдел по вирусология.

В същото време руските вирусолози работят със СЗО и разширяват своята колекция от вирусни щамове. Специалисти от изследователския институт работят във всички области на вирусологията:

• общ:
• частни;
• молекулярно.

Струва си да се отбележи, че през последните години се наблюдава тенденция за обединяване на усилията на вирусолозите от цял ​​свят. Такава съвместна работа е по-ефективна и позволява сериозен напредък в изследването на въпроса.

Вирусите (биологията като наука потвърди това) са микроорганизми, които придружават всички живи същества на планетата през цялото им съществуване. Ето защо тяхното изследване е толкова важно за оцеляването на много видове на планетата, включително хората, които неведнъж в историята са ставали жертва на различни епидемии, причинени от вируси.

Наскоро получихме писмо от Владивосток, пълно с отчаяние, в което цяло семейство, от баба до малките Настя и Костя, практически не е напускало болницата няколко месеца поради чревна инфекция, причинена от вируси. Никакви нифуроксазиди, ентеросгели, смекти, рехидрони и други лекарства, включително капкомери, не решават проблема. Тежко повръщане, висока температура, мускулни и главоболия, възпаление на назофаринкса, сълзене, фотофобия, конвулсии, болки в сърцето, ускорен пулс, слабост, сънливост, диария - всичко това буквално преследва и не пуска това семейство от дълго време. Ние буквално се превърнахме в последната надежда за тези хора, особено след като техен далечен роднина от Москва с подобни симптоми беше излекуван от нас за един месец. Хората бяха изумени, че „живите билки” успяха да се справят с вируса!

Въпреки това през последните години ясно се виждат тенденциите в появата на нови заболявания или „старите“ заболявания се променят толкова много, че е необходимо внимателно да се подобрят и модернизират техните формулировки и схеми на лечение, например, какъвто е случаят с MRSA - резистентен Staphylococcus aureus. Представената на вашето внимание статия може да даде отговор за причините за появата на нови болести и вируси.

В средата на април 2009 г. вирусни проби от две калифорнийски деца, болни от грип, пристигнаха в Центъра за контрол и превенция на заболяванията в Атланта (САЩ) за по-нататъшно изследване. Лекарите видяха „нещо“, което не се вписваше в нормалните представи за онези специфични щамове на грип, които вече познаваха и имаха. След внимателно проучване и наблюдение беше открит вирус, който имаше уникален генетичен код, различен от всеки известен човешки грипен вирус. Това беше напълно ново откритие за науката.

Но в същото време това събитие бележи началото на пандемията от свински грип през 2009 г. Вирусът, който може да е започнал да заразява хората първо в Мексико, се разпространи по целия свят, заразявайки милиони хора и убивайки хиляди. Пандемията приключи в края на август 2010 г.

Вирусът убиец беше нов щам на H1N1, грипен вирус, участващ в испанската грипна пандемия от 1918 г., която уби 30 до 50 милиона души по света, повече от починалите по време на Първата световна война, или 2,7 до 5,3% от световното население.

Спешни болници по време на грипната епидемия от 1918 г.

Появата на новия H1N1 през 2009 г. беше напомняне на хората, че въпреки напредъка в лечението на инфекциозните заболявания през последните десетилетия, надвисналата сянка на смъртоносните пандемии остава.

Всяка поява на пореден мистериозен вирус предизвиква безпокойство и безпокойство сред учените: веднъж през 2002 г

Хората по улиците носят маски заради епидемията от свински грип.

SARS (атипична пневмония) в китайската провинция Гуангдонг или през 2009 г. свински грип, който зарази много хора в Мексико и се разпространи по целия свят, или по-скоро - 2012 MERS-CoV (респираторен синдром на Близкия изток - вирусна респираторна инфекция, възникнала около Арабския полуостров и уби половината от хората, които се заразиха с него; поради това, а също и на фона на нарастващия брой смъртни случаи, министърът на здравеопазването на Саудитска Арабия беше уволнен).

Този 3-D модел илюстрира обикновен грипен вирус (има различни видове). Сезонна респираторна инфекция, грипът е отговорен за три до пет милиона случая на тежко заболяване и около 250 000 до 500 000 смъртни случая, според Световната здравна организация.

Всеки път, когато се появи друг мистериозен вирус, на изследователите се напомнят едни и същи въпроси: това ли е вирусът, който ще причини следващата пандемия? Ще успее ли човечеството да го спре?

Но сега към съществуващите предизвикателства се добавят нови заплашителни тенденции. Това са последните демографски прогнози на ООН, според които световното население ще достигне 9,6 милиарда души до средата на века и 11 милиарда до 2100 г.

Единадесет милиарда души. Това е броят на хората, според предварителните оценки на ООН, които биха могли да живеят на Земята до края на този век. Това са 4 милиарда души повече, отколкото са живите днес. Това е изумителен брой в сравнение с едва 2,5 милиарда души, живели през 1950 г. Тези 11 милиарда души ще оставят огромен отпечатък върху Земята: всички те трябва да ядат, трябва да имат достатъчно питейна вода; всички отпадъци, генерирани от тяхната жизненоважна дейност, могат потенциално да допринесат за разпространението на болести; те биха могли да засегнат вече променящия се климат на планетата и много от животинските и растителни видове на Земята.

Огромен брой хора, тяхното взаимодействие с животни и различни екосистеми, увеличаване на международната търговия и пътувания, всички тези фактори ще променят живота на човечеството, което постоянно се сблъсква с проблемите на предотвратяването и борбата с епидемиите. И това не е книжна теория. Всъщност безпрецедентният растеж на човешката популация през втората половина на миналия век - нарастване от 2,5 милиарда на 6 милиарда - предизвика промени, включително появата на нови инфекции. Изследователите са установили връзка между риска от пандемия и гъстотата на населението.

Изследвайки избухванията на епидемии от средата на 20-ти век, учените откриха, че честотата на появата на заболявания, причинени от нови за хората патогенни микроорганизми, по никакъв начин не е свързана с напредъка в методите за диагностика и наблюдение, които просто записват динамиката на появата на все повече и повече нови болести.

В Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) учен прави измервания на количеството вирус H7N9, който е отгледан и събран в лабораторията на CDC.

И така, между 1940 и 2004 г. са „записани“ повече от 300 нови инфекциозни заболявания.

Някои от тези заболявания са причинени от патоген, който присъства в различни видове и след това в хората - например вирусът на Западен Нил, коронавирусът на SARS и ХИВ.

Коронавирусите, семейството вируси, към които принадлежи обикновената настинка, са група вируси, които имат външен вид, подобен на корона (корона), когато се гледат под електронен микроскоп.

Други са били причинени от нови патогени, които са еволюирали, за да отменят ефектите на наличните лекарства, което прави болести като мултирезистентна туберкулоза и малария практически невъзможни за лечение.

Някои патогени, като например бактериите, които причиняват лаймска болест, не са нови за хората, но тяхната честота се е увеличила драстично, вероятно поради промените, които новопристигналите хора са донесли със себе си от околната среда на животните гостоприемници на тези патогени.

Учените са убедени, че всяка година ще се появяват все повече и повече заболявания. Един от тях дори се пошегува, като каза, че ако за повечето хора това е нещо неразбираемо и абстрактно, то за специалистите и изследователите то също е съвсем ново и непознато.

Болестите на бъдещето вече ни очакват в природата.

Когато учените анализираха характеристиките на възникващите заболявания, те откриха някои прилики между тях. Всички известни нововъзникващи заболявания са свързани с внезапно нарастване на населението, нова човешка дейност в околната среда и голямо разнообразие на дивата природа в района, откъдето произхожда патогенът. Изследователите установили, че около две трети от новите болести са били предадени на хората от животни.

Повече от 70% от тези заболявания са известни като зоонозни инфекции (т.е. инфекциозни заболявания, които засягат не само хората, но и някои видове животни, от които хората се заразяват. Човек се заразява от болни животни или чрез близък контакт с тях, или чрез консумация на храна тяхното месо, мляко, както и продукти, произведени от това мляко.В някои случаи инфекция, например антракс, може да се предаде на здрав човек чрез предмети, направени от кожа, четина и коса на болни животни) . Например вирусът Nipah, който причинява възпаление на мозъка и се появява за първи път през 1999 г. в Перак, Малайзия, или коронавирусът SARS, когато и двата гостоприемника на вируса, който заразява фермерите, са прилепи.

Ако хората не влизат често в контакт с дивата природа, тогава такива патогени теоретично трябва да представляват малък риск за хората. Но патогените могат да атакуват хора, като първо заразят други животни, тъй като хората са в контакт например с домашни свине. Животните служат като средна връзка в тази верига на болестта, но те трябва да са били в райони, които растящите популации са започнали да отнемат от дивата природа, или където хората рядко, ако изобщо са се осмелявали да влизат в такива райони.

Учените казват, че всеки район на дивата природа крие множество микроби, за повечето от които не знаем нищо. Чрез изграждането на път през нова зона на тропическа гора, създаването на свинеферми там, хората влизат в контакт с тези патогени.

Броят на патогените, открити в дивата природа и способни да заразяват хората, се е увеличил с течение на времето и особено през последното десетилетие на 20 век. Такива патогени са отговорни за повече от половината от новите инфекциозни заболявания, които се появяват неочаквано през този период от време.

Човешкият контакт с различни видове диви животни, по време на който се извършва предаване на нови вируси, може да се увеличи в бъдеще, тъй като популацията расте и хората търсят места за живеене и изграждат селища в районите, където живеят, включително близо до дивата природа.

Прогноза за бъдещето.

Когато първият случай на ХИВ/СПИН беше открит в Съединените щати през 1981 г., това по същество постави началото на друга пандемия, която продължава и до днес. Смята се, че ХИВ произхожда от шимпанзета, заразил е 60 милиона души и е убил около 30 милиона.

През годините, ако имаше самодоволство и мисълта, че инфекциозните болести са победени, това беше история.

Самодоволството, което присъстваше в годините преди ХИВ, до голяма степен вече не съществува. Учените са постоянно нащрек за следващия патоген, който може да причини епидемия. Един от вирусите, за които учените подозираха, беше H5N1, щам на грипен вирус, който циркулира сред птиците и ги убива. Ресурсите, посветени на подготовката и управлението на пандемия от птичи грип при хората, бяха прехвърлени и приложени към пандемията от свински грип през 2009 г.

Друг тревожен грипен вирус в списъка за наблюдение е H7N9, птичият грип, открит за първи път в Китай през 2013 г. Той зарази редица хора, които са влезли в контакт със заразени птици.

Как вирусите постоянно се променят, как мутират, което им позволява лесно да се разпространяват сред хората?

Под електронен микроскоп грипният вирус е в процес на самокопиране. Вирусните нуклеопротеини (синьо) капсулират грипния геном (зелено). Полимеразата на грипния вирус (оранжева) чете и копира генома.

Всъщност това са най-трудните въпроси, на които учените трябва да намерят отговори, не само как вирусите, живеещи в животни, стават способни да заразяват хората, но и какво ги прави способни да се пренасят от човек на човек.

Учените смятат, че вирусът H5N1 трябва да претърпи четири мутации, преди да може да се предава по въздуха сред бозайниците.

Въпреки усилията за задълбочено изследване на вирусите H5N1 и H7N9, учените все още не знаят как хората се заразяват. Механизмът на заразяване обикновено започва да се изследва, когато вирусът вече се е разпространил сред хората.

Учените са установили, че в някои части на света новите вируси имат голям шанс да се „докажат“. Тропическата Африка, Латинска Америка и Азия с голямото си биоразнообразие и бързото развитие на взаимодействието на човека с околната среда допринасят за активирането на вируси, които веднага проникват в човешкото тяло. И едва тогава те ще могат да следват човешката верига, за да достигнат всяка точка на земното кълбо.

Епидемиите могат да се развиват по-бързо и да струват по-скъпо.

Днес пътниците могат да изминат разстояния за няколко часа от места, за които в миналото са били необходими месеци, за да достигнат. Но това е полза не само за хората, но и за микробите. Болните пътници могат да бъдат носители и да носят патогени до местоназначението си, преди дори да осъзнаят, че са болни. В бъдеще нарастването на населението и бързото развитие на туризма, и това се потвърждава от елементарни математически изчисления, ще бъдат неизменно свързани: където има повече туристи, ще има появата и разрастването на епидемии.

Появата на SARS в Китай през 2002 г. предостави ясна картина за това как един вирус може да пътува, когато неговият гостоприемник е човек, използващ модерни комуникации за пътуване: вирусът се разпространи бързо по целия свят в рамките на седмици, като зарази повече от 8000 души и уби около 800 преди това взети са мерки, овладени са и са въведени ограничения за пътуване и карантина на пострадалите.

Пътуващият вирус може да причини икономически загуби, свързани с лечението на болестта и контрола на епидемията. Вирусът SARS струва милиарди долари, като намалява международните пътувания с 50 до 70 процента и нанася вреда на бизнеса в няколко сектора. Ръстът на китайския БВП спадна с 2% пункт за едно тримесечие и половин процентен пункт в годишния растеж, според данни на Световната банка и оценки на китайското правителство.

Готово ли е човечеството да посрещне бъдещето?

Миграцията на световното население от рядко населени селски райони към гъсто населени градове също може да повлияе на разпространението на патогени. До 2050 г. се очаква 85 процента от хората в развития свят и 54 процента в така наречените развиващи се страни да напуснат селските райони и да се преместят в градовете.

От гледна точка на глобалния контрол на болестите урбанизацията може да има някои положителни аспекти. Това обаче ще се случи само ако може да бъде въведена ефективна система за наблюдение и ранно предупреждение. Концентрирането на населението в градовете изисква по-силен сектор на общественото здравеопазване, тъй като хората в претъпканите градове често са по-уязвими към инфекциозни заболявания.

Учените казват, че е необходима стабилна система за обществено здравеопазване, за да се отговори на нарастването на населението, урбанизацията, застаряването на населението и увеличените пътувания и взаимодействия между хора и животни, които водят до появата на нови болести.

Единственият източник на оптимизъм е „огромният напредък“, който е постигнат в намаляването на времето, необходимо за получаване на ваксина срещу свински грип. По-малко от два месеца след като свинският грип стана пандемия през 2009 г., бяха разработени и масово произведени ваксини.

За съжаление, хората в днешно време имат фалшиво чувство за сигурност и са доста небрежни. В края на краищата, въпреки че е възможно да се премахнат някои заболявания, истината е, че повечето нови заболявания просто чакат своето време и някои писма, в които хората се обръщат към нас с молби за помощ, защото стандартните схеми на лечение вече не работят, само потвърждават това.

Изследването на историята на вирусите е проблематично, защото не оставят вкаменелости и поради машинациите им да се копират. За да се усложнят нещата, вирусите могат да заразят не само хора, но и бактерии, водорасли и дори гъбички.

Но не напразно учените се охлаждат в лабораториите си - те успяха да съберат теории за произхода на вирусите. Учените предполагат, че вируси като херпес или тонзилит обменят своите свойства с клетката гостоприемник. Може да се предположи, че вирусите първоначално са били като големи части от ДНК и след това са станали независими или че вирусите са възникнали в зората на еволюцията и някои от тях са останали дълго време в геномите на клетките. Фактът, че вирусите, които заразяват хората, и бактериите споделят общи характеристики предполага, че те имат общ произход, произхождащ приблизително преди няколко милиарда години. Това подчертава друг проблем с проследяването на историята на вирусите: те са съставени от много малки частици, които идват от различни източници. Бих сравнил структурата на вируса с модерна новогодишна елха - те са с различни цветове и форми, направени от различни материали, с новогодишни играчки с безкрайно различни форми и цветове.

Фактът, че смъртоносни вируси като Ебола, както и техните далечни роднини, които причиняват морбили и бяс, могат да бъдат открити само в рамките на ограничен брой видове предполага, че тези вируси са сравнително нови; в края на краищата, тези организми са възникнали заедно в последно време. стандартите на еволюцията. Много от тези „нови“ вируси вероятно произхождат от насекоми преди много милиони години и в някакъв момент от еволюцията са развили способността да заразяват други видове.

Смята се, че ХИВ, който за първи път се появява при хората през 1920 г., е друг тип вирус, известен като ретровирус. Тези прости вируси съдържат свързани елементи, открити в нормалните клетки, така че те имат способността да се копират и поставят в целия геном. Има редица вируси, които имат подобен процес на самокопиране, който променя нормалния поток на информация в клетките ( лат.ретро - реверс). Техният характерен начин на репликация може да е мост между произхода на живота на Земята и живота, който познаваме сега. Всъщност сред нашите гени ние разпознаваме много „фосилизирани“ ретровируси, останали от инфекцията на далечни предци. Това може да помогне да се проследи еволюцията ни като вид.