Wirusy - czynniki zakaźne
Znaczenie wirusów w przyrodzie i dla człowieka
Przedstawisz drogi rozprzestrzeniania się i zasady profilaktyki chorób człowieka wywoływanych przez wirusy.
Przedstawisz znaczenie wirusów w przyrodzie i dla człowieka.
Naukowcy wciąż odkrywają nowe, zaskakujące fakty dotyczące zarówno biologii wirusów, jak i ich liczby. Odkrycia te bezpośrednio przekładają się na wiedzę dotyczącą znaczenia wirusów w przyrodzie oraz dla człowieka. Z pewnością w ciągu kolejnych lat wiedza ta zostanie zaktualizowana.
Znaczenie wirusów można podzielić na dwie kategorie: znaczenie pozytywne oraz negatywne.
Znaczenie pozytywne
Człowiek coraz częściej wykorzystuje wirusy na swoje potrzeby. Przede wszystkim dzięki postępom wakcynologiiwakcynologii powstaje coraz więcej szczepionek przeciwwirusowych, które są najskuteczniejszą metodą zapobiegania chorobom. Wiedza o budowie i cyklu życiowym wirusów jest wykorzystywana do opracowywania różnych typów szczepionek przeciwwirusowych, które zapobiegają zachorowaniom i powikłaniom, przyczyniając się nie tylko do bezpośrednich korzyści w postaci zdrowszej populacji, lecz także do korzyści gospodarczych. Zapobieganie chorobom jest zdecydowanie tańsze niż ich późniejsze leczenie.
Fagoterapia
Przy rosnącej wśród bakterii antybiotykooporności wirusy stanowią alternatywną formę leczenia zakażeń bakteryjnych. Fagoterapia jest obiecującą metodą, ale jej dostępność i status regulacyjny różnią się między państwami. W wielu zastosowaniach pozostaje leczeniem eksperymentalnym, ratunkowym lub prowadzonym w ramach badań. Ponieważ dany fag jest specyficzny wobec konkretnego szczepu bakteryjnego, fagoterapia nie powoduje zaburzenia mikrobioty jelitowej.
Fagoterapia ma także ograniczenia. Ważne jest dopasowanie faga do szczepu. Istnieje możliwość powstawania oporności bakterii na fagi, które mogą być także neutralizowane przez układ odpornościowy. Niewłaściwie dobrane fagi może grozić przenoszeniem niepożądanych genów.
Wektory genetyczne
Wirusy są także wykorzystywane jako wektory genetycznewektory genetyczne. Wektory wirusowe wykorzystuje się do dostarczania materiału genetycznego do komórek. Zależnie od rodzaju wektora dostarczony materiał może integrować się z genomem komórki albo pozostawać poza chromosomami. Człowiek wykorzystał tę właściwość do wprowadzania konkretnych genów do wybranych organizmów. Do materiału genetycznego wirusa wprowadzany jest pożądany gen, który ma za zadanie wywołanie zmiany w organizmie zakażanym przez wirusa. Takie leczenie nazywamy terapią genową. Jest ona wykorzystywana w leczeniu wybranych chorób o ściśle określonych wskazaniach.
Wirusy onkolityczne
Wirusy onkolityczne zakażają i niszczą komórki nowotworowe bardziej wybiórczo niż prawidłowe komórki. Mogą działać przez bezpośrednią lizę komórek nowotworowych oraz pobudzanie odpowiedzi immunologicznej przeciwko nowotworowi.
Znaczenie negatywne
Negatywna rola wirusów w przyrodzie i dla człowieka związana jest z wywoływanymi przez nie zakażeniami. Nękają one ludzkość od tysięcy lat, będąc przyczyną zgonów i utraty zdrowia. Przekładają się także na aspekty ekonomiczne związane nie tylko z leczeniem ludzi, lecz także ze stratami w uprawie roślin i hodowli zwierząt.
Co więcej, przewlekłe infekcje wywołane przez wirusy onkogenne zwiększają ryzyko wystąpienia u ludzi nowotworów, które są zdecydowanie groźniejsze, a ich leczenie związane jest ze znacznie wyższymi kosztami niż w przypadku zwykłych infekcji.
Choroby wirusowe człowieka
Do ważnych chorób i zakażeń wirusowych człowieka należą odra, świnka, różyczka, choroba Heinego‑Medina (poliomyelitis), wirusowe zapalenie wątroby typu B (WZW B), AIDS, grypa, opryszczka pospolita, wścieklizna, COVID-19 oraz zakażenia wirusami HPV i rotawirusami.
Choroby wywoływane przez wirusy mogą przebiegać w sposób łagodny, jednak w części przypadków ich przebieg jest ciężki i powikłany, co doprowadza do uszczerbku na zdrowiu, a nawet prowadzi do zgonu.
Straty finansowe związane z chorobami wirusowymi człowieka są ogromne. Wynikają one nie tylko z bezpośrednich kosztów związanych z leczeniem, hospitalizacją i rehabilitacją, ale również z kosztów związanych z absencją chorego pracownika w pracy.
Koszty powstałe w wyniku choroby zakaźnej można podzielić na:
Najskuteczniejszą metodą zapobiegania chorobom wirusowym, a przede wszystkim ich powikłaniom, jest profilaktyka w postaci szczepień ochronnych. Są one najbezpieczniejszym, najbardziej efektywnym sposobem walki z infekcjami wirusowymi. Szczepienia zapobiegają chorobom lub łagodzą ich przebieg. W Polsce od wielu lat niektóre z nich są obowiązkowe i przeprowadzane u dzieci zgodnie z kalendarzem szczepień.
Źródło: Europejskie Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób
Innymi ważnymi działaniami profilaktycznymi przez zakażeniami i chorobami wirusowymi są m.in. higiena rąk, wentylacja pomieszczeń, unikanie kontaktu z chorymi, sterylność sprzętu i bezpieczne kontakty seksualne.
Charakterystyka wybranych chorób wirusowych człowieka
To niezwykle zakaźna choroba występująca tylko u ludzi. Wywołuje ją wirus odry, który przenoszony jest transmisją powietrzną. Objawy infekcji to gorączka, charakterystyczna wysypka oraz zapalenie błon śluzowych dróg oddechowych i spojówek. Choroba ta może mieć wiele groźnych powikłań, np. zapalenie płuc, oskrzeli, krtani czy ucha środkowego. Bardzo poważne są powikłania neurologiczne np. podostre stwardniające zapalenie mózgu, które może nawet prowadzić do zgonu. Odra powoduje też znaczne osłabienie układu odpornościowego.
Zakażenie wirusem HIV prowadzi do zespołu nabytego niedoboru odporności AIDS (acquired immune deficiency syndrome). Do transmisji wirusa może dojść przez kontakt z krwią, wydzieliną z pochwy lub nasieniem zakażonej osoby (np. w wyniku kontaktu seksualnego, używania tych samych igieł) oraz podczas karmienia noworodka mlekiem matki. Wirus HIV atakuje układ immunologiczny gospodarza i niszczy jego zdolność do powstawania reakcji obronnej. Początkowo mogą pojawić się objawy grypopodobne, jednak po ich ustaniu przez kilka kolejnych miesięcy lub nawet lat zakażenie przebiega bezobjawowo. W kolejnej fazie choroby obserwuje się nawracające opryszczki, gorączkę, wysypkę, biegunkę, powiększenie węzłów chłonnych, a także utratę masy ciała. Upośledzenie układu immunologicznego prowadzi do zakażeń oportunistycznychzakażeń oportunistycznych, które stanowią ostatni etap choroby. W celu diagnostyki przeprowadza się testy przesiewowe na obecność przeciwciał. W przypadku pozytywnego wyniku testu oznacza się liczbę kopii wirusa (określa wiremię wirusa).
Profilaktyka obejmuje stosowanie zabezpieczeń podczas kontaktów seksualnych, badania krwi i sterylność narzędzi medycznych.
Zakażenie wirusem brodawczaka ludzkiego HPV ( human papilloma virus) powoduje nie tylko powstawanie łagodnych zmian skórnych (takich jak kurzajki, czy brodawki), ale może być także przyczyną nowotworów złośliwych (raka szyjki macicy, raka krtani, raka odbytu). Do zakażenia dochodzi w wyniku bezpośredniego kontaktu z naskórkiem osoby zakażonej, rozdrapywania i wcierania miejsc objętych zakażeniem, a także podczas kontaktów seksualnych.
Obecnie odkryto ponad 100 typów HPV. Niektóre typy tego wirusa przenoszone drogą płciową, takie jak typ 6 i 11, powodują powstawanie brodawek płciowych, zwanych kłykcinami kończystymi. Mają one postać grudek o skłonności do zlewania się i tworzenia kalafiorowatych tworów. Wirusy HPV typu 16 i 18, a także m.in. 31, 33 i 45 są onkogenne (zdolne do wywoływania nowotworów). Zakażenie nimi ma charakter przemijający i przebiega bezobjawowo. Jednak u około 20 proc. zakażonych kobiet dochodzi do rozwoju infekcji i przechodzi ona w zakażenie charakteryzujące się zmianami śródbłonka macicy. Nieleczone po kilku, kilkunastu latach prowadzi do rozwoju raka szyjki macicy.
Profilaktyka zakażeń wirusem brodawczaka ludzkiego obejmuje szczepienia ochronne oraz badania profilaktyczne.
Inaczej poliomyelitis lub nagminne porażenie dziecięce. Infekcja wywoływana jest przez wirus przenoszony drogą fekalno‑oralną oraz kropelkową. Objawy to: bóle głowy, nieżyt żołądkowo‑jelitowy, podwyższona temperatura, sztywność karku i pleców. Najgroźniejsza postać tej choroby związana jest z przenikaniem wirusów do ośrodkowego układu nerwowego, co powoduje porażenie mięśni lub ich niedowład oraz deformacje kończyn.
Przed wprowadzeniem szczepień ochronnych poliomyelitis było ogromnym problemem na całym świecie. Dzięki prowadzonemu przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) programowi eradykacjieradykacji tej choroby przez obowiązkowe masowe szczepienia ochronne udało się wyeliminować wirusy polio w większości krajów.
Grypa to choroba górnych dróg oddechowych. Wywołujący ją wirus przenosi się drogą kropelkową. Dotychczas opisano trzy typy wirusa: A, B i C, z czego pierwsze dwa (A i B) wywołują epidemie i pandemie, a typ C – mikroepidemie. Największe pandemie tej choroby miały miejsce w latach: od 1889 do 1892 – tzw. „katar rosyjski”; od 1918 do 1920 – „hiszpanka” (od 20 do 25 mln zgonów); 1957 – „grypa azjatycka” (1 mln zgonów); 1958 – „grypa Hongkong” (700 tys. zgonów).
Najbardziej zmienny jest typ A. Typ ten ciągle ewoluuje, wymieniając krótkie odcinki swojego RNA z innymi, znajdującymi się w tej samej komórce wirionami. Dochodzi w ten sposób do powstania nowej postaci wirusa.
Grypa nie jest chorobą nękającą wyłącznie człowieka. Cierpią na nią również konie, świnie, ssaki wodne (foki, wieloryby) i ptaki – najczęściej kury, kaczki i gołębie. Jak stwierdzono, możliwe jest przeniesienie wirusa ze zwierzęcia na człowieka (takie przypadki zanotowano m.in. w 1976 r. w USA czy w 1997 r. w Chinach), ale nie stwierdzono przenoszenia się ich potem z człowieka na człowieka.
Szczepionki przeciwgrypowe mogą mieć różną postać: zawierają cały wirus, jego rozszczepione fragmenty lub tylko niektóre białka kapsydu.
Grupy ryzyka zachorowań na grypę to: ludzie w wieku powyżej 65 lat, przewlekle chorzy, żołnierze, nauczyciele, lekarze, pielęgniarki.
Jak odróżnić grypę od przeziębienia?
Objawy | Grypa | Przeziębienie |
|---|---|---|
początek | choroba rozpoczyna się | stopniowo nasilające się |
gorączka | wysoka gorączka (do 39°C), | stan podgorączkowy, |
ból gardła | rzadki lub nie występuje | jeden z pierwszych |
katar | rzadki lub nie występuje | częsty objaw, zatkany nos |
kaszel | suchy, męczący, ból w klatce piersiowej oraz duszności | mokry |
ból głowy | występuje prawie zawsze | rzadko, często – ból zatok |
bóle mięśni | bardzo intensywne, dreszcze | nie występują lub są |
powikłania | wielonarządowe (np. zapalenie | rzadko, ewentualnie wtórne |
To choroby występujące na skutek zakażenia wirusem zapalenia wątroby (wirus WZW). Pojawiają się objawy takie jak: lekka gorączka, bóle w prawej górnej części brzucha, żółtaczka (żółknięcie białkówki oka i skóry, ciemny kolor moczu). Istnieje kilka rodzajów wirusów wywołujących tę chorobę. Najczęstsze z nich to wirus A, B i C.
Wirusowe zapalenie wątroby | Jak dochodzi do zakażenia? | Ile trwa i jak przebiega choroba? | Co robić, by nie zachorować? |
|---|---|---|---|
Typu A (RNA‑wirus), | wirus występuje w kale chorego, więc źródłem zakażenia są produkty spożywcze i woda zanieczyszczona odchodami człowieka – choroba ,,brudnych rąk” | od 6 dni do 2 miesięcy, bardzo rzadko przechodzi w postać przewlekłą | przestrzeganie higieny w trakcie jedzenia i picia oraz higieny ciała; istnieje możliwość szczepień |
Typu B (DNA‑wirus), | głównie przez krew chorego; do zakażenia może dojść również przez uszkodzenia skóry, do których dostanie się zakażona ślina, mocz, stolec, nasienie, śluz z pochwy, krew; duże ryzyko przy stosunkach płciowych, rzadziej można się zakazić podczas zabiegu chirurgicznego, u stomatologa, podczas wizyty u fryzjera czy kosmetyczki; w trakcie porodu noworodek może zakazić się od matki | około pół roku, konieczna hospitalizacja; może przejść w stan przewlekły, trwający wiele lat; liczne powikłania, w tym marskość wątroby; skutkiem choroby może być nawet śmierć chorego | szczepienia ochronne (zwróć uwagę na okresowe akcje szczepień profilaktycznych w twoim regionie, tzw. żółty tydzień) |
Typu C (RNA‑wirus), | zakażenie następuje głównie przez krew, rzadziej przez kontakt płciowy; ponadto przechodzi z matki na płód | infekcja często przebiega bezobjawowo nawet przez wiele lat; przewlekłe zakażenie prowadzi do marskości wątroby, a następnie do rozwoju nowotworu | systematyczne badania krwiodawców, właściwa sterylizacja narzędzi w szpitalach i przychodniach |
Różyczka to wysypkowa choroba zakaźna wywołana przez wirusa różyczki. Do czasu wprowadzenia w Polsce w 1985 r. obowiązkowych szczepień była to częsta choroba wieku dziecięcego. Zakażenie następuje drogą kropelkową.
Objawy: nieżyt gardła, powiększenie węzłów limfatycznych szyjnych i karkowych, różowa wysypka plamista. Choroba trwa kilka dni, na ogół bez gorączki.
Różyczka u ciężarnej w pierwszych 3 miesiącach ciąży grozi niebezpieczeństwem powstania wad wrodzonych płodu.
Ospa wietrzna to wysoce zakaźna choroba wirusowa, która rozprzestrzenia się drogą kropelkową oraz przez bezpośredni kontakt z płynem z pęcherzyków wysypkowych chorego. Najskuteczniejszą metodą profilaktyki są szczepienia ochronne oraz przez izolację osób zakażonych aż do momentu wyschnięcia wszystkich strupków, co zapobiega dalszemu szerzeniu się wirusa w populacji.
COVID-19 to choroba wywoływana przez wirusa SARS-CoV-2 (od ang. severe acute respiratory syndrome coronavirus 2). Zachorowania na tę chorobę rozpoczęły się w grudniu 2019 roku w Chinach i w szybkim tempie rozprzestrzeniły na cały świat, wywołując pandemię. Wirus przenosi się drogą kropelkową, głównie przez kaszel, kichanie i zanieczyszczenie powierzchni i przedmiotów. Możliwe jest również jego przeniesienie przez dotykanie ust i nosa brudnymi rękami. Z tego powodu profilaktyka polega na higienie rąk, dystansowaniu fizycznym społeczeństwa, zakrywaniu nosa i ust łokciem lub chusteczką podczas kichania i kaszlu, noszeniu maseczek ochronnych, a także kwarantannie osób chorych i mających kontakt z chorymi.
Odra jest niezwykle zakaźna. Jedna chora osoba może zakazić nawet od 12 do 18 podatnych na chorobę osób (czyli osób niezaszczepionych, które nigdy nie przechodziły choroby). To zdecydowanie więcej niż gorączka krwotoczna Ebola czy zakażenie HIV.
Choroby wirusowe zwierząt i roślin
W przenoszeniu wirusów między zwierzętami i między roślinami ogromną rolę odgrywają wektory – np. stawonogi, nicienie czy grzyby. Najczęstszymi wektorami chorób wirusowych zwierząt są komary oraz kleszcze. Wirusy u zwierząt i roślin rozprzestrzeniają się również przez kontakt bezpośredni.
Choroby wirusowe zwierząt
Do chorób wirusowych zwierząt należą m.in. wścieklizna, parwowiroza, grypa, nosówka, kleszczowe zapalenie mózgu, pryszczyca. Część z tych chorób występuje również u ludzi (wścieklizna, grypa, kleszczowe zapalenie mózgu).
W przypadku zakażania zwierząt negatywne oddziaływanie wiąże się nie tylko z cierpieniem chorujących zwierząt, kosztami ich leczenia i możliwością przenoszenia się wirusów ze zwierząt na ludzi (np. grypa, wścieklizna), lecz także z ogromnymi kosztami w przypadku chorób wirusowych zwierząt hodowlanych.
Choroby wirusowe roślin
Częstym wektorem wirusów roślin są mszyce. Wirusy przenoszone są także w kontakcie bezpośrednim oraz przez pyłek, nasiona i bulwy. Choroby wirusowe mogą doprowadzić do ogromnych strat w uprawie roślin. Objawy infekcji wirusowej w komórkach roślinnych to: przebarwienia, plamy, usychanie, kędzierzawienie (zwijanie) liści, karłowacenie czy zaburzenia rozwoju owoców. Choroby wirusowe roślin powodują ogromne straty w przemyśle zarówno spożywczym, jak i farmaceutycznym czy kosmetycznym.
Wirusy roślinne zwykle dostają się do komórek przez uszkodzenia tkanek (w konsekwencji uszkodzenia ścian komórkowych) powstałe mechanicznie albo podczas żerowania wektorów (np. roślinożerców). Mogą być także przenoszone przez nasiona, pyłek i materiał używany do rozmnażania wegetatywnego. Po wniknięciu do komórki roślinnej, wirusy przemieszczają się przez plazmodesmy, a na większe odległości przez tkanki przewodzące, głównie floem.
Wirusy roślinne miały duże znaczenie w historii wirusologii – jako pierwszy z wirusów został odkryty wirus mozaiki tytoniowej. Nazwa pochodzi od rodzaju przebarwień (barwne plamy na tle zielonych części liści) występujących u roślin w przebiegu tej choroby wirusowej.
Inne przykładowe choroby wirusowe roślin to: chloroza nerwów liści maliny, ospowatość śliwy, smugowatość ziemniaka czy żółtaczka buraka.
Podsumowanie
Wirusy wywołują wiele chorób człowieka i mogą rozprzestrzeniać się różnymi drogami: drogą kropelkową, pokarmową, przez kontakt z krwią lub płynami ustrojowymi, drogą płciową oraz przez kontakt z zakażonymi zwierzętami.
AIDS wywoływany przez HIV przenosi się przez krew, kontakty seksualne oraz z matki na dziecko; profilaktyka obejmuje stosowanie zabezpieczeń podczas kontaktów seksualnych, badania krwi i sterylność narzędzi medycznych.
Choroby wywołane zakażeniem HPV przenoszą się głównie drogą kontaktów seksualnych; profilaktyka obejmuje szczepienia oraz badania profilaktyczne.
Grypa, odra, ospa wietrzna, różyczka oraz świnka rozprzestrzeniają się głównie drogą kropelkową; profilaktyka polega przede wszystkim na szczepieniach ochronnych oraz ograniczaniu kontaktu z osobami chorymi.
Wirusowe zapalenie wątroby typu A przenosi się drogą pokarmową (zanieczyszczona żywność i woda), natomiast wirusowe zapalenie wątroby typu B i wirusowe zapalenie wątroby typu C przenoszą się przez kontakt z krwią lub płynami ustrojowymi; profilaktyka obejmuje higienę, sterylność sprzętu medycznego oraz szczepienia (dla WZW A i B).
Wścieklizna przenosi się przez pogryzienie lub kontakt śliny zakażonego zwierzęcia z uszkodzoną skórą; profilaktyka polega na szczepieniu zwierząt i ludzi narażonych na zakażenie oraz szybkim podaniu szczepionki po ekspozycji.
Wirusy mają istotne znaczenie w przyrodzie, ponieważ regulują liczebność populacji organizmów oraz mogą wpływać na ewolucję organizmów poprzez przenoszenie materiału genetycznego.
Wirusy mają także pozytywne znaczenie dla człowieka, ponieważ są również wykorzystywane w biotechnologii i medycynie, np. w produkcji szczepionek, terapii genowej czy jako wektory do wprowadzania genów do komórek.
Ćwiczenia utrwalające
Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.