Мы болеем оттого, что слишком сильно защищаемся от вирусов
С приходом весны опасность подхватить вирус гриппа не уменьшилась: организм истощен прошедшей зимой. Вирусы вызывают и множество других, гораздо более серьезных заболеваний. А почему, собственно, они это делают? Об этом в своей лекции в «Газете.Ru» рассказывает член-корреспондент РАН, профессор Вадим Агол.
Откуда взялись вирусы?
Долгое время преобладала точка зрения, что поскольку вирусы — это паразиты клеток животных и растений, то они должны были возникнуть после клеток.
То есть вирусы — это нечто вроде сбежавших сумасшедших генов.
Однако сейчас преобладает противоположный взгляд, что скорее клетки произошли от вирусов. Важный довод против того, что вирусы сбежали из клеток, заключается в том, что вирусные генетические системы существенно разнообразнее, чем генетические системы клеток. Второй довод заключается в том, что существует множество вирусных генов, которых нет в клеточных организмах.
Клеточные организмы не только произошли от вирусов, но и унаследовали от них значительную часть своего генетического материала. В этом отношении интересны эндогенные вирусы, когда геном вируса интегрируется в клеточную хромосому. Так, в частности, поступают представители ретровирусов. Полагают, что млекопитающие унаследовали около половины своего генома от вирусов и их ближайших родственников — плазмид и сходных элементов.
Таким образом, приходится признать, что вирусы — это наши с вами сородители, и относиться к ним надо соответственно, чтобы проверить здоровье нужно посетитеть клинику юнимед подольск отзывы.
Часто эндогенные вирусы, которые есть в нашем геноме, белков не кодируют. Есть основания предполагать, что они участвуют в регуляции работы генов, хотя по большей части их функции неизвестны. Но кое-что очень важное мы знаем. Есть такой белок, синцитин, который кодируется одним из эндогенных ретровирусов. Этот белок необходим для слияния клеток при образовании плаценты. Это означает, что никто из нас и других плацентарных животных не мог бы появиться на свет без этого эндогенного вируса.
Второй пример — это работа, выполненная большим коллективом авторов под руководством сотрудника Института биоорганической химии (ИБХ) Антона Буздина, опубликованная в PNAS. Она показывает, что один компонент генома эндогенного вируса контролирует экспрессию фермента пролиндегидрогеназы в ЦНС, причем в определенных ее частях. И есть основания полагать, что этот фермент принимал важное участие в развитии мозга человека. Когда возникают мутации в этом генетическом элементе, то возникают заболевания ЦНС, в том числе это может быть связано с шизофренией.
Очень важную роль эндогенные вирусы играют в горизонтальном переносе генов.
Клетку убивает собственная защита
Но наибольшую известность вирусы получили как патогены клеток человека, животных и растений. Хотя у вирусов нет специального желания навредить клетке и убить ее. Во многих случаях вирусы вполне мирно уживаются с клетками. Но возникает вопрос, почему же многие из них вызывают серьезные и даже смертельно опасные заболевания? Обычное объяснение заключается в том, что при заражении клетки вирус грабит ее ресурсы и направляет их на нужды собственного размножения.
Однако наибольший вред, как ни парадоксально, не связан с размножением вирусов, а происходит от нерасчетливых действий хозяев, от их защиты против вирусов.
Каковы главные защитные механизмы в зараженной клетке? Это деградация вирусных ДНК и РНК, угнетение синтеза белков, не только вирусных, но и клеточных, ликвидация зараженных клеток — апоптоз — и воспаление. И все это компоненты врожденного иммунитета.
Клетка борется с вирусом, нарушая собственный обмен веществ или собственные структуры. Защитные реакции клетки — это в основном самоповреждающие механизмы.
Можно сказать, что человек, умерший от полиомиелита, погибает оттого, что его организм слишком сильно боролся с вирусом.
Был бы он поаккуратнее в этой борьбе, вероятно, бы выжил.
В качестве ответа на клеточную защиту вирусы применяют противозащитные средства. Идет гонка вооружений между защитой и противозащитой. Эта противозащита направлена в основном против общих метаболических процессов, на которых основана защита. Это опять же угнетение синтеза клеточной РНК, клеточных белков, нарушение клеточного транспорта, подавление апоптоза. Вирусы и клетки применяют одни и те же приемы, бьют в одни и те же ворота.
То есть основной вред оказывает не размножение вируса как таковое, а противоборство клеточной защиты и вирусной противозащиты.
Как клетка узнает, что в нее попал вирус? В случае РНК-содержащих вирусов основным признаком является двуцепочечная РНК, которая в клетке не образуется в таких количествах в других условиях. Эта двуцепочечная РНК говорит, что в клетку попал вирус. Узнается она, в частности, сенсорами, в числе которых специальные рецепторы и ферменты РНК-хеликазы. Сенсоры включают ряд защитных механизмов, в том числе образование интерферона.
Поскольку узнавание вируса неспецифическое, клетка не может знать намерения конкретного вируса. Клетка может бороться с вирусом стандартными приемами, поэтому ее оборонные действия часто могут быть чрезмерными. Но почему же тогда разные вирусы вызывают разные болезни? Во-первых, данный вирус способен заражать только определенный вид клеток. А во-вторых, в то время, как защитные механизмы клетки стандартны, противозащитные механизмы вирусов индивидуальны.
Секьюрити на службе вируса
Это можно рассмотреть на примере пикорнавирусов , к которым относятся вирус полиомиелита, ящура и др. Среди вирусных белков можно выделить особый класс секьюрити-белков — специализированных противозащитных белков, статью о них мы опубликовали в журнале Nat Rev Microbiol. Они принимают участие в определении судьбы зараженной клетки. Клетка может погибнуть разными путями, в частности, это может быть некроз или апоптоз. При апоптозе происходит деградация клеточной ДНК, а при некрозе этого нет. В зависимости от того, как клетка умрет, последствия разные. В случае некроза имеет место защитное воспаление, но распространение вирусного потомства между клетками продолжается. В случае апоптоза распространение вируса ограничено и, как правило, нет воспалительной реакции. Гибель клетки по типу апоптоза — это защитная реакция, так как при этом ограничено размножение вируса.
Секьюрити-белки вируса могут препятствовать апоптозу.
Еще один противозащитный механизм — нарушение ядерно-цитоплазматического транспорта. При заражении некоторыми вирусами благодаря активности их секьюрити-белков происходит повышение проницаемости ядерной оболочки и нарушается активный транспорт макромолекул из ядра и в ядро. Противозащитная роль секьюрити-белков может заключаться и в том, что они угнетают образование и действие интерферона , например, в случае вируса полиомиелита и вируса ящура.
В противовирусной защите растений очень важную роль играет механизм РНК-интерференции. Образуется вирусная двуцепочечная РНК, и при участии компонентов клеточной системы РНК-интерференции происходит либо деградация вирусной РНК, либо угнетение трансляции . Есть вироиды , инфекционные короткие кольцевые РНК, которые ничего не кодируют, но могут вызывать тяжелые симптомы в зараженном растении. Как именно? Они вызывают заболевание, потому что клетка защищается и включает механизмы РНК-интерференции. При этом фрагменты вироидной РНК гибридизируются с клеточной РНК, и это приводит к деградации клеточной РНК и развитию симптомов. Но многие вирусы растений кодируют разнообразные белки, которые препятствуют РНК-интерференции. При этом они угнетают и важную для растений РНК-интерференцию и вызывают патологические симптомы.
Каковы последствия инактивации секьюрити-белков для взаимодействия вируса с клеткой? Есть полезные: повышается чувствительность вируса к защитным механизмам клетки. Но есть и вредные: усиливается защитная и самоубийственная активность клетки.
Всеобщее разоружение
А что произойдет, если одновременно выключить защитные механизмы клетки и в то же время отключить и противозащитные механизмы вируса? Это очень любопытная ситуация. Ее мы изучали на примере взаимодействия одного из пикорнавирусов — вируса энцефаломиокардита — с определенным видом клеток. Эти клетки, зараженные вирусом дикого типа, гибнут от некроза достаточно быстро. А клетки, зараженные частично разоруженным вирусом, у которого инактивирован противозащитный (в частности, антиапоптозный) лидерный белок, живут чуть дольше, но гибнут не от некроза, а от апоптоза. Третья ситуация, когда и вирус частично разоружен (инактивирован лидерный белок), и клетка частично разоружена. Клетка разоружена тем, что у нее выключен апоптозный путь путем добавления химического соединения, которое угнетает ключевые ферменты апоптозного механизма (каспазы). И что мы видим? Через 16 часов клетки явно чувствуют себя лучше, чем те клетки, которые не были разоружены, хотя вирус в них размножался так же эффективно, как и в предыдущем случае.
И если это так, то эффективной противовирусной терапией, направленной на облегчение симптомов заболевания, может служить одновременное подавление как вирусной противозащиты, так и клеточной защиты.
Секьюрити-белки вируса адаптированы к противодействию защитным механизмам определенного хозяина. Поэтому смена хозяина может сопровождаться утерей противозащитных функций секьюрити-белков и, как следствие, усилением защитных реакций организма. И эта повышенная защитная активность хозяина может объяснять особую патогенность новых для него вирусов.
Например, вирус гриппа. Для птиц это малопатогенный вирус, но когда он переходит на человека, то может возникать испанка, птичий грипп, свиной грипп. Вирус атипичной пневмонии — это достаточно безобидный вирус летучих мышей, но, переходя на человека, вирус SARS вызывает острую пневмонию с большой летальностью. Наконец, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — это относительно безобидный вирус обезьян, а у человека он вызывает СПИД. Все эти три вируса в результате мутаций научаются заражать нового хозяина, но новых факторов патогенности у них не возникает.
Следовательно, это не вирус стал злее, а хозяин недотепа.
История вирусов и кроликов
Другим возможным механизмом нарушения равновесия между вирусом и хозяином может быть смена вирусного противозащитного оружия. Например, утеря старого и приобретение нового секьюрити-белка. Длительная коэволюция вируса и хозяина должна приводить к снижению патогенности вируса, и это будет взаимовыгодное разоружение. Убийство хозяина не дает вирусу преимущество, и происходят взаимная коадаптация и достижение равновесия.
Хорошо известный пример — с европейскими кроликами, которых завезли в Австралию. Они невероятно размножились, и в середине ХХ века было решено контролировать популяцию, используя вирус, патогенный для кроликов. Для этого взяли вирус фибромы/миксомы. У бразильских кроликов он вызывает доброкачественную опухоль — фиброму, и ничего страшного с ними не происходит. Но у европейских кроликов возникает генерализованное смертельное заболевание. Этот вирус был занесен в Австралию для борьбы с кроликами и стал вызывать переносимые комарами летние эпизоотии. И сначала было так, что 99% зараженных кроликов гибли менее чем за две недели. Но менее вирулентные вирусы при этом имели больше шансов перезимовать, что приводило к их отбору. И примерно через десять лет смертность кроликов от эволюционировавшего вируса снизилась вдвое. Одновременно шел отбор на более резистентных кроликов, и их смертность от исходного вируса снизилась примерно в четыре раза. То есть всего за десять лет на порядок улучшились взаимоотношения между вирусом и хозяином. Хотя гонка вооружений не прекращается.
Вирусы и клетки учат друг друга, и полученные знания наследуются.
Мой бывший аспирант Евгений Кунин вместе с другим выпускником кафедры вирусологии МГУ Валерьяном Долей недавно опубликовали статью о вирусоцентрическом взгляде на эволюцию, согласно которому противодействие и кооперация вирусов и их хозяев — это главный фактор эволюции и вирусов, и организмов.
В общем, конечно, нужно бороться с тяжелыми болезнями, но мы должны быть благодарны вирусам за существование живой природы и наше с вами существование.
Вирусное будущее
В заключение я бы добавил некий, может быть, научно-фантастический форсайт. Что можно ожидать в будущем?
Несомненно, будут успехи в предупреждении и лечении вирусных болезней, это очевидно. Но вирусы будут использоваться для предупреждения и лечения других болезней, в частности инфекционных. Уже почти 100 лет назад было предложено использовать бактериофаги для лечения микробных заболеваний. Все это время, хотя какие-то препараты выпускались, пока в этом направлении нет серьезных успехов. Но такие успехи вполне можно ожидать.
Вирусы будут использоваться для лечения и неинфекционных заболеваний. В первую очередь онкологических. Уже 40 лет назад делались такие попытки, а сейчас в серьезных журналах сообщается о явных успехах в этом направлении. Можно вообразить, что вирусы будут использоваться и против других, самых разнообразных заболеваний — психиатрических, эндокринологических, гематологических, для лечения бесплодия.
И вероятно, вирусы будут продаваться в аптеках, какие-то без рецептов, какие-то по рецептам.
Вирусы будут использоваться в сельском хозяйстве. Сейчас говорят о безвирусном растениеводстве, а будет, наоборот, вирусное растениеводство. Есть некое растение, которое может произрастать в жарком климате только в присутствии грибка и вируса.
Будет развиваться синтетическая вирусология, вирусы будут использоваться для конструирования новых организмов, для чего-то полезных.
Можно пофантазировать, что будут вирусы для улучшения качества жизни. Например, персонализированные вирусы против преждевременного старения, ожирения и, может быть, даже облысения. Причем в каких-то странах это будет разрешено, а в других запрещено как вмешательство в естественную природу человека.
Не обойдется и без негативных последствий. Возможно, возникнет вирусомания, появится зависимость от вирусов, когда человек не сможет жить, не принимая каждое утро свежую порцию вирусов.
На Олимпийских играх в качестве контроля на допинг будут проверять на использование вирусов, которые способствуют силе и выносливости.
Естественно, расцветет вироинформатика. И она станет одной из центральных биологических наук. Возникнут виросинтезаторы. Хотя это уже сейчас в принципе возможно: сделать прибор, в который вставить программу, и он будет выдавать свежеиспеченные вирусы. Поскольку это будет прибор широкого распространения, то и в школах учеников будут обучать работать с этими виросинтезаторами. В аптеке будут продаваться стандартные вирусы, а персонализированные каждый будет делать себе сам, заказывая соответствующую программу у вироинформатиков.
http://www.gazeta.ru/science/2014/03/12_a_5943897.shtml
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Подписка на новости
Наверх