Vírusy (neviditeľní nepriatelia)

Vírusy (neviditeľní nepriatelia)
 
Úvod
Do obrazu vývoja živých jednobunkových organizmov na Zemi rušivo zasahuje neistota, ktorú pociťujeme, keď hovoríme o vírusoch. Ide o veľkú skupinu infekčných agensov vyvolávajúcich mnoho ochorení, s ktorými sa súčasný človek stretá, ale ktoré sa podobne ako baktérie postupne stávajú aj jeho potenciálnymi pomocníkmi. Staré záznamy nasvedčujú, že vírusové choroby sú také staré ako ľudstvo. No veda ich pozná len od prelomu storočia, keď ich opísal ruský botanik D. I. Ivanovskij pri štúdiu mozaikovej choroby tabaku a nezávisle od neho holanďan M. W. Beijerinck. Kým Beijerinck pokladal vírusy za jedy (z lat. virus-jed), Pasteur, od ktorého názov vírus pochádza, pripúšťal, že by mohli byť aj osobitnou skupinou baktérií.

Práve preto, že je táto problematika natoľko diskutabilná, bola pre nás veľmi zaujímavou. Snažili sme sa ju objasniť, a vynasnažíme sa ju objasniť aj Vám. Vírusy sú do určitej miery aj samy osebe prototypom účelnej organizácie života. Vírusy nielenže organizujú svoj život, ale vo veľkej miere zasahujú aj do tých našich. Veď kto z nás nepreležal aspoň raz v živote celý týždeň s nádchou alebo chrípkou v posteli. Môžete si byť istí, že za túto nemilú skúsenosť sa môžete poďakovať len a len našim neviditeľným nepriateľom- vírusom.
 
2. Nebunkové organizmy
Nebunkové organizmy (Subcellulata) sú organizmy, ktoré nemajú typickú bunkovú štruktúru a chýbajú im niektoré pre život charakteristické črty. Zaraďujeme sem predovšetkým vírusy a vírusom podobné infekčné agensy, ktoré bez hostiteľskej bunky nie sú schopné sami sa rozmnožovať. Mimo bunky sú to teda len zhluky makromolekúl nejaviace známky života: nepohybujú sa, nevlastnia proteosyntetický aparát a sú priamo závislé na hostiteľskom organizme, ktorým môže byť prokaryotická alebo eukaryotická bunka.

2.1 Teória vzniku:
Existuje viacero teórií, ktoré vysvetľujú evolučný vznik nebunkových organizmov. Jedna tvrdí, že sú to primitívne asociácie organických makromolekúl, z ktorých sa vyvinuli bunkové štruktúry a samotné bunky. Iná teória skôr predstavuje vírusy ako regresívnu vetvu parazitických baktérií, prípadne ako čiastočky osamostatnenej "putujúcej" DNA využívajúce na rozmnožovanie parazitizmus v iných bunkách. Každopádne za svoje prežitie do dnešných čias vďačia vírusy práve svojej jednoduchosti a parazitickému spôsobu života. Je však otázne, do akej miery si zachovali svoju pôvodnú štruktúru, keďže sú to paleontologicky takmer neznáme organizmy.
1.  ríša: Nebunkové organizmy (Subcellulata)
1.  oddelenie: Praorganizmy (Eobionta)
2.  oddelenie: Vírusy (Vira)

3. Vírusy
Vírusy (Vira) sú typické nebunkové biologické systémy a zároveň najmenšie biologické jednotky veľkosti 15-300 nm. Svojou štruktúrou a prejavom sa výrazne odlišujú od bunkových organizmov. Prvýkrát ich objavil ruský botanik Dmitrij Ivanovskij (1864-1920) ako pôvodcu ochorenia tabakovej mozaiky tak, že prefiltrovaným extraktom z infikovanej rastliny, ktorý nemohol obsahovať veľké agensy ako sú napr. baktérie, dokázal znovu infikovať zdravé rastliny. Najprv patrilo štúdium vírusov pod záštitu mikrobiológie, až neskôr vznikla samostatná vedná disciplína virológia.

Vírusy nemajú vlastnú látkovú premenu, úplne im chýba proteosyntetický aparát (ribozómy, tRNA) a metabolický aparát (enzýmy umožňujúce látkovú premenu). Vírus neprejavuje sám o sebe žiadne vlastnosti živých organizmov, nemá aktívny pohyb, nie je dráždivý, nemá schopnosť rastu. Aj jeho reprodukciu zabezpečuje hostiteľská bunka. Preto možno vírusy označiť ako vnútrobunkové parazity na molekulárnej úrovni.
 
3.1 Chemické zloženie a štruktúra vírusov
Vírusy sa značne líšia z hľadiska veľkosti, tvaru. Chemické zloženie je však v porovnaní s bunkovými organizmami identické. Základným nositeľom genetickej informácie vírusov je nukleová kyselina. Okrem DNA (DNA-vírusy) je však ňou často aj RNA (RNA-vírusy). Genetická informácia vírusov pozostáva z 20-200 génov (najjednoduchšie vírusy môžu mať len 3 gény), naproti tomu baktérie majú približne 3500 génov. Keďže proteosyntéza vírusov je závislá od živej hostiteľskej bunky, je aj genetický kód vírusov tripletový, univerzálny, a teda zhodný s vyššími bunkovými organizmami. Nukleová kyselina vírusov je chránená pred vonkajším prostredím proteínovým obalom, ktorý sa nazýva kapsid (alebo kapsida). Kapsid je tvorený dômyselným usporiadaním základných stavebných jednotiek – kapsomér. Komplex nukleovej kyseliny a kapsidu sa nazýva nukleokapsid.

Najjednoduchšie vírusy (pikornavírusy, parvovírusy) sú tvorené len "nahým" nukleokapsidom, iné môžu mať dodatočné proteínové obaly. Niektoré vírusy majú na svojom povrchu lipidovú membránu, ktorá pochádza z cytoplazmatickej, príp. jadrovej membrány alebo membrány  infikovaných buniek, avšak proteíny v nej vnorené sú vírusového pôvodu. Vírusy s lipidovým obalom sa nazývajú obalené vírusy (napr. herpesvírusy, ortomyxovírusy, retrovírusy). Kompletná vírusová (infekčná) častica sa nazýva virión. Výbežky vírusových obalov tvoria mnohokrát špecifické antigény (najčastejšie glykoproteínovej povahy), ktorými vírusy rozoznávajú špecifické bunky hostiteľa s príslušnými receptormi. Zaujímavosť: Súčasťou viriónov niektorých vírusov sú proteíny uľahčujúce expresiu alebo replikáciu vírusového genómu v skorom štádiu infekcie, príp. proteíny tlmiace obranné aktivity bunky.

3. Morfológia bakteriofágov
Špecifickú morfológiu majú niektoré vírusy prokaryotických buniek nazývané bakteriofágy alebo skrátene fágy. Ich virión pozostáva z proteínovej hlavičky, ktorá obaľuje nukleovú kyselinu. Z hlavičky vychádza bičík (nemá pohybovú funkciu), na konci ktorého sú bičíkaté vlákna, ktorými bakteriofág priľne na povrch hostiteľskej bunky. Do bunky vstupuje len nukleová kyselina, ktorá je vstreknutá kontrakciou bičíka. Ostatné kompomenty fága sa po premnožení dosyntetizujú a z bunky sú uvoľnené kompletné virióny.

3.2 Reprodukčný cyklus
Rozmnožovanie vírusov je zložitý mechanizmus, ktorý má štyri fázy. Prvá fáza prebieha na povrchu, ostatné tri vo vnútri hostiteľskej bunky. V nej vznikne až niekoľko sto viriónov, schopných infikovať ďalšie bunky. Infekcia obyčajne vedie k zániku hostiteľskej bunky. Vstupnou bránou vírusu do organizmu človeka je koža  a sliznica. V organizme sa vírusy šíria najmä krvou, lymfou a tiež pozdĺž nervových dráh.

Vírusové častice sa v bunke rozmnožujú, cyklus má niekoľko etáp:
1.) absorbcia - vírus sa uchytí na cytoplazmatickú membránu
2.) pentrácia – vniknutie vírusu do hostiteľskej bunky
3.) eklipsia – zmnoženie nukl. kyseliny vírusu a tvorba bielkovinových kapsíd
4.) maturácia – kompletizácia nukl. kyselín a kapsomér na viróny; lýza hostiteľskej bunky – uvoľnenie virónov

3.2.1 Priebeh infekcie
1. vírusová častica priľne na povrch bunky
2. vírusová častica prenikne do bunky celá, alebo aspoň jej nukleová kyselina
3. v infikovanej bunke sa utvorí nukleová kyselina a bielkovina vírusu; vznikne z nich niekoľko sto viriónov, ktoré sa z bunky uvoľňujú a môžu infikovať ďalšie bunky
 
3.3 Klasifikácia vírusov
Prvé snahy zatriediť vírusy boli založené na ich patogenetických vlastnostiach, ekologických vlastnostiach a spôsobe prenosu.

Podľa typu napadnutej bunky poznáme dve základné skupiny vírusov:
1.  prokaryotické vírusy - vírusy prokaryotických buniek = bakteriofágy
2.  eukaryotické vírusy - vírusy eukaryotických buniek
Klasické rozdelenie vírusov podľa typu hostiteľa:
· živočíšne vírusy - hostiteľ: živočíšna bunka
· rastlinné vírusy - hostiteľ: rastlinná bunka
· cyanovírusy - hostiteľ: bunka sinice
· mykovírusy - hostiteľ: bunka huby

Reprodukcia živočíšnych vírusov prebieha v živočíšnych bunkách, vrátane človeka, akými sú: kiahne, detská obrna, besnota, osýpky, chrípka, nádcha, žltačky, opar, zápal mozgových blán, zápal príušných žliaz, rubeola, ako aj v súčasnosti obávaný syndróm zlyhania imunity-AIDS. Medzi živočíšne vírusy patria aj onkovírusy, ktoré za určitých podmienok bývajú podnetom pre neregulovateľné množenie buniek, čo vedie ku vzniku zhubných nádorov. Závažné sú aj mnohé ochorenia hosp. zvierat, spôsobené vírusmi, ako napr. slintačka, krívačka, mor hovädzieho dobytka alebo mor hydiny. Rastlinné vírusy spôsobujú rôzne virózy rastlín najznámejším je vírus tabakovej mozaiky. Zapríčiňuje ochorenie tabakových listov, ktoré sa prejavuje jasnozelenými a tmavozelenými škvrnami na povrchu listov. Častým je aj vírus mozaiky zemiakov.  Rastlinné a živočíšne vírusy prenikajú do hostiteľských buniek mechanizmom, ktorý sa nazýva pinocytóza.

Vírusy sa tiež môžu rozdeliť podľa typu nukleovej kyseliny: (obr. 2)
Vírusy DNA typu:
- Varicella (ovčie kiahne)
- Herpes simplex (opar)
- Epstein-Barrovej vírus (infekčná mononukleóza)

Vírusy RNA typu:
- Morbillivirus (osýpky)
- vírus mumpsu (mumps)
- Rubeolavirus (ružienky)
- vírus kliešťovej encefalitídy
- vírus žltej zimnice
- Coronavirus (akútna rinitída)
- Poliovirus (detská obrna)
- Rhinovirus (nádcha)
- HIV (AIDS)
- vírus hepatitídy

3.4 Význam vírusov
Vírusy majú veľké využitie v genetike a biotechnológiách. Mnohé sa používajú v genetickom inžinierstve ako vektory, ktorými je možné zaviesť do hostiteľského organizmu cudzorodú DNA alebo mutovať existujúcu DNA. Možno tak cieľavedome prenášať gény aj medzi nepríbuznými organizmami a meniť ich vlastnosti. Do významu vírusov patrí aj popis patogénnych schopností vírusov. Pojmom virulencia rozumieme schopnosť choroboplodného (patogénneho) zárodku preniknúť do organizmu a úspešne sa v ňom rozmnožiť. Patogenita je mierne odlišný termín a súvisí so schopnosťou vírusu vyvolať symptómy ochorenia u napadnutého organizmu. Inkubačná doba je čas, ktorý uplynie od prieniku vírusu do organizmu po objavenie sa prvých príznakov infekcie.  Pojem epidémia súvisí s rozšírením patogénneho organizmu v určitej oblasti (okres, mesto). Pri pandémii dochádza k väčšiemu geografickému rozšíreniu patogéna (svetadiel). Napríklad aj AIDS je v súčasnosti (do r. 2006) choroba vyznačujúca sa pandemickým výskytom a v stredoveku sa takto šíril po Európe mor (ten je však vyvolaný bakteriálnym pôvodcom). Ochorenia vírusového pôvodu sa nazývajú virózy.
 
4. HIV
HIV (Human Immunodeficiency Virus) spôsobuje u ľudí syndróm získanej nedostatočnej imunity (Acquired ImmunoDeficiency Syndrome - AIDS). Bránou vstupu pre vírus HIV je sliznica genitálií. Ochorenie sa môže prenášať aj krvnou cestou, pri kojení, nesterilnými striekačkami medzi drogovo závislými, pri kontakte so sekrétmi a krvou na slizniciach. Pacient zomiera predovšetkým pre komplikácie súvisiace so zlyhajúcou imunitou, ako sú rôzne druhy rakoviny alebo inak neškodné infekcie mikroskopickými hubami, parazitmi.

Vírus HIV je patogénny výlučne pre človeka a vyvoláva ochorenie s dlhodobým latentným obdobím a chronickým priebehom. Po vniknutí do organizmu tu vírus pretrváva po celý život. Keď HIV vnikne do ľudského organizmu, napáda predovšetkým biele krvinky nazývané T-lymfocyty, ktoré majú zásadný význam pre obranyschopnosť človeka proti infekciám.

Vírus HIV je mimo ľudské telo rýchle zneškodliteľný vyschnutím a je značne citlivý aj na vysoké teploty - var ho ničí behom niekoľko minút. Voči UV žiareniu je však pomerne odolný. Bežné dezinfekčné prípravky vírus spoľahlivo zneškodnia, podobne ako sterilizácia. V súčastnosti poznáme dva typy vírusu: HIV-1 a HIV-2. Sú príbuzné opičiemu vírusu vyvolávajúceho podobné ochorenie u opíc, SIV a predpokladá sa, že cez sériu mutácií sa vyvinul cez HIV-2 až na "agresívny" typ HIV-1.

5. Infekčná mononukleóza
Ochorenie je v 80% spôsobené vírusom Epstein-Barrovej. Infekčnú mononukleózu prekoná človek iba raz. Vírus ale zostáva v tele v kľudovej forme a pri záťaži, ako je napr. stres, tehotenstvo, vážne ochorenie sa môže aktivizovať, ale už sa neprejaví ako ochorenie. Aktivita vírusu sa prejaví tým, že sa vylučuje slinami a močom, ale bez príznakov ochorenia. Práve títo ľudia sú nosičmi vírusu.    Ochorenie sa môže vyskytnúť v každom veku. Najvyšší výskyt je u dospievajúcich a mladých dospelých medzi vekom 15. - 25. rokom života.   Prenos je možný úzkym kontaktom,  preto sa toto ochorenie uvádza aj pod názvom  ,,kissing disease“, čiže choroba z bozkávania.  Prenos je možný veľmi úzkym kontaktom, spomínaným bozkávaním,  spoločným jedlom, krvou, sexuálnym stykom. Nie každý človek, ktorý má vírus musí ochorieť. Existujú aj bezpríznakové formy. Väčšina ľudí nevie, že je nosičom tohto vírusu. Inkubačná doba je 30-50 dní.

K hlavným príznakom patrí:
· horúčka
· angína (pseudomembranózna, povlaková – mandle sú potiahnuté bielymi povlakmi)
· zväčšené lymfatické uzliny
· zväčšená pečeň a slezina .
Ochorenie začína náhle, prvými príznakmi sú bolesti hlavy, brucha, bolesti
 v krku, bolesť svalov, nechutenstvo, žaludočná nevoľnosť, únava, potenie. Príznaky môžu trvať aj 1-2 týždne. Teplota je zvyčajne vysoká, od 38°C do 40°C, môže trvať dlho aj 10-14 dní. Mandle sú presiaknuté, veľké s povlakmi, ale angína nemusí byť vždy prítomná. Špeciálny liek na mononoukleózu neexistuje.

Liečba:
· Potrebná je diéta ako pri pečeňových ochoreniach (znížené množstvo tukov, nesmú sa vysmážané jedlá, alkohol).
· Podávajú sa lieky podporujúce funkciu pečene (hepatoprotektiva).
· Pri teplote je možné podávať paralen alebo ibuprofen.
·  Dôležitý je príjem tekutín, rovnako potravy, aj keď je prítomné nechutenstvo.
· Kľudový režim, prvé dní na lôžku, neskôr je potrebné vylúčiť akúkoľvek športovú aktivitu.

6. Záver
V našej práci sme sa sústredili na tematiku vírusov, ktorá je pomerne aktuálna v každom ročnom období, veď  rôznym chorobám čelíme prakticky neustále. Avšak pozerať sa na vírusy ako na niečo výsostne negatívne je, dovolíme si poznamenať po získaní mnohých poznatkov z tohto oboru, príliš obmedzené. Uznávame, že čeliť akejkoľvek chorobe nie je nič príjemné, no stále sa dá na to pozerať aj pozitívne, a síce, že choroba cibrí náš imunitný systém. Aj keď nie je choroba ako choroba. Kým nádcha Vás ,,odstaví“ na týždeň, HIV Vás môžu odstaviť úplne. Hoci je v dnešnej dobe medicína na vysokej úrovni ešte stále sú oblasti, v ktorých nedosahuje potrebné výsledky. Takouto oblasťou sú aj vírusy a vírusové ochorenia. Dúfame, že to už nepotrvá dlho a ľudia nebudú musieť čeliť žiadnym vírusovým ochoreniam, lebo všetky už budú eliminované... Ale čo príde potom?