Οι ιοί είναι γνωστό από τις κοινές ασθένειες που προκαλούν: τα κρυολογήματα και τη γρίπη, για παράδειγμα. Αλλά ποια είναι αυτά, και πώς να προκαλέσει ασθένεια;
Ένας ιός είναι ένα μικρό, μολυσματικό σωματίδιο που αποτελείται από ένα εξωτερικό στρώμα που ονομάζεται καψίδιο που είναι τυλιγμένο γύρω από ένα σκέλος του DNA ή RNA. DNA και RNA είναι αλυσίδες του γενετικού υλικού που περιέχει οδηγίες για τον ιό να αναπαραχθεί. Μερικοί ιοί έχουν επίσης ένα λιπίδιο (λιπαρή) μεμβράνη που περιβάλλει το εξωτερικό στρώμα τους. Μερικοί έχουν ένζυμα, ένα είδος χημική ουσία που βοηθά να αναπαράγουν μέσα σε ένα κύτταρο.
Ένας ιός μπορεί να είναι χιλιάδες φορές μικρότερο από ένα βακτήριο, αρκετά μικρή για να περάσει μέσα από τα περισσότερα φίλτρα γίνονται σε παγιδεύουν τα βακτηρίδια. Οι ιοί βρίσκονται παντού στη φύση, ακόμη και σε αντίξοες συνθήκες, όπως ερήμους και πολικές θάλασσες, και χιλιάδες πόδια υπόγεια. Μπορούν επίσης να κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της οργανικής ύλης στη θάλασσα. Μολύνουν φυτά, ζώα, βακτήρια και ανθρώπους.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι υπάρχουν εκατομμύρια των τύπων των ιών, οι περισσότεροι δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί. Μέχρι στιγμής, κάθε τύπο του ιού που έχει ανακαλυφθεί έχει το δικό του μοναδικό γενετικό makeup του. Αυτό σημαίνει ότι οι ιοί μπορεί να αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη δεξαμενή του γενετικού υλικού στη γη. Οι ιοί μπορούν επίσης να δημιουργήσουν νέους συνδυασμούς γενετικού υλικού που αναπαράγουν. Αυτό σημαίνει ότι δημιουργούν νέες ή μεταλλαγμένες εκδοχές του εαυτού τους.
Σε αντίθεση με τα ζωντανά κύτταρα, οι ιοί δεν μπορούν από μόνοι τους εκτελούν τις βιοχημικές διεργασίες που απαιτούνται για να αναπαραχθούν. Πρέπει να είναι μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο να λειτουργεί και να παράγει περισσότερους ιούς. Όμως, οι ιοί είναι πολύ συγκεκριμένα για το είδος των κυττάρων που χρειάζονται.
Πώς ένας ιός μολύνει ένα κύτταρο
Ορισμένοι ιοί μπορούν να παραμείνουν έξω από ένα κύτταρο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Άλλοι μπορούν να επιβιώσουν μόνο σε ορισμένες ασθένειες. Καψίδιο του ιού προστατεύει τον ιό όταν είναι έξω από ένα κύτταρο. Μερικοί ιοί έχουν κοψίδια που είναι ανθεκτικά και μπορούν να αντέξουν σε διαφορετικές περιβαλλοντικές ασθένειες. Άλλοι είναι εύθραυστη. Το καψίδιο καθορίζει επίσης την πορεία με την οποία ο ιός εισέρχεται σε ένα ζωντανό οργανισμό. Επίσης προσδιορίζει τον τύπο του κυττάρου στο σώμα που θα φιλοξενήσει τον ιό.
Ιοί συνήθως μολύνουν μόνο έναν τύπο κυττάρου. Μόλις ένας ιός βρίσκει το κατάλληλο κύτταρο, συνδέεται το ίδιο με το κυτταρικό τοίχωμα. Ο ιός στη συνέχεια είτε να εισέρχεται στο κύτταρο, ή εγχύει το γενετικό υλικό του (και ένζυμα, εφόσον τα μεταφέρει) εντός του κυττάρου. Μόλις στο εσωτερικό του κυττάρου, τα ιικά DNA ή RNA και ιικά ένζυμα χρησιμοποιούν το δικό μηχανήματα του κυττάρου ξενιστή για να παράγουν αντίγραφα του ιού. Τα νεοσύστατα αντίγραφα αφήνουν κύτταρο ξενιστή τους από την έκρηξη έξω από αυτό - τη θανάτωση του κυττάρου-ξενιστή - ή το σπάσιμο μέσω του κυτταρικού τοιχώματος σε μια διαδικασία που ονομάζεται εκκολαπτόμενους. Οι νέοι ιοί στη συνέχεια να βρει και να μολύνει άλλα κύτταρα-ξενιστές.
Οι ιοί μπορούν να μείνουν στην περιοχή του σώματος ή όργανο που μολύνουν την πρώτη, ή μπορεί να εξαπλωθεί. Ιούς που προκαλούν ηπατίτιδα, για παράδειγμα, μολύνουν το ήπαρ και να παραμείνει εκεί. Ο ιός της ιλαράς και ο ιός ανεμοβλογιάς-ζωστήρα εισέλθει μέσω της αναπνευστικής οδού και να εξαπλωθεί σε λεμφαδένες, το δέρμα και άλλα όργανα. Ιογενείς λοιμώξεις μπορεί να βλάψει τους ιστούς του σώματος με διάφορους τρόπους. Μπορούν να παρεμβαίνει με τις συνήθεις διαδικασίες του κυττάρου ξενιστή, να σκοτώσει το κύτταρο ξενιστή με έκρηξη έξω από αυτό ή να προκαλέσει αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος.
Σε άτομα με υγιές ανοσοποιητικό σύστημα, πιο κοινή τους ιούς της νόσου παράγουν λοιμώξεις που διαρκούν από επτά έως 14 ημέρες. Μερικοί ιοί, ωστόσο, μπορεί να προκαλέσει χρόνιες λοιμώξεις. Άλλοι βρίσκονται απαρατήρητα στο σώμα και προκαλούν συμπτώματα σε μεταγενέστερο χρόνο, που ονομάζεται μια λανθάνουσα μόλυνση. Σε μια χρόνια λοίμωξη, ο ιός αναπαράγει και προκαλεί ανεπιθύμητες για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, ίσως για ολόκληρη τη ζωή ενός ατόμου. Ηπατίτιδα ιοί Β και C να προκαλέσει μια χρόνια λοίμωξη. Σε μία λανθάνουσα ιογενής λοίμωξη, DNA ή RNA του ιού στηρίζεται ακίνδυνα στα κύτταρα-ξενιστές και δεν αναπαράγονται. Εάν ο ιός είναι τελικά ενεργοποιείται, αρχίζει να αναπαραχθούν και να βλάψει τους ιστούς του σώματος. Ο ιός της ανεμευλογιάς είναι παραδείγματα ιών που προκαλούν λανθάνουσες μολύνσεις. Ο ιός ανεμευλογιάς-ζωστήρα παραμένει στο σώμα μετά προκαλώντας την αρχική μόλυνση είναι γνωστή ως ανεμοβλογιά. Μετά την αρχική μόλυνση, εισέρχεται τα νεύρα και ταξιδεύει στην βάση της σπονδυλικής στήλης, όπου παραμένει αδρανής, δεν αναπαράγουν και να μην προκαλούν βλάβη ιστού. Αν είναι επανενεργοποιήθηκε, ταξιδεύει μέσω των νεύρων στο δέρμα, όπου προκαλεί τις αλλοιώσεις κυψέλη-όπως του έρπητα ζωστήρα. Οι βλάβες εμφανίζονται κατά μήκος της διαδρομής που η πληγείσα νεύρο ακολουθεί κάτω από το δέρμα. Ο ιός στη συνέχεια επιστρέφει σε λανθάνουσα κατάσταση.
Θεραπεία λοιμώξεων
Έξω από το σώμα, οι ιοί μπορεί να σκοτωθεί από απορρυπαντικά, χλωρίνη, οργανικούς διαλύτες όπως αιθέρα ή χλωροφόρμιο, και το υπεριώδες φως.
Στο εσωτερικό του σώματος, το ανοσοποιητικό σύστημα παρέχει άμυνα με την παραγωγή αντισωμάτων έναντι ειδικών ιών. Τα αντισώματα κατασκευάζονται όταν το ανοσοποιητικό σύστημα συναντά πρώτα έναν ιό. Το σώμα δημιουργεί ένα αντίσωμα ειδικά σχεδιασμένο για να αποτρέψει αυτό το συγκεκριμένο ιό από να συνδεθεί με νέα κύτταρα. Μόλις ένα αντίσωμα γίνεται για ένα συγκεκριμένο ιό, το ανοσοποιητικό σύστημα συνήθως συνεχίζει να το κάνει, αλλά σε πολύ μικρότερες ποσότητες, ακόμη και αν δεν υπάρχει τρέχουσα ιογενή επίθεση. Εάν το ανοσοποιητικό σύστημα αντιμετωπίζει και πάλι ότι ο ιός, η απάντησή του θα είναι ταχύτερη, επειδή δεν χρειάζεται να οικοδομήσουμε ένα νέο αντίσωμα. Κάνει απλά περισσότερα από αυτά που ήδη έχει. Αυτό ονομάζεται ανοσία.
Μπορείτε να αναπτύξετε ασυλία για την καταπολέμηση μιας μελλοντικής ιογενή λοίμωξη με δύο τρόπους. Μπορείτε να πάρετε τον ιό ή να πάρετε μια εμβολιασμό. Τα εμβόλια κατασκευάζονται από ένα σκοτώθηκαν ή απενεργοποιημένη μορφή του ιού ή από αβλαβή μέρη ενός ιικού καψιδίου που καλλιεργούνται σε ένα εργαστήριο. Αυτές οι ουσίες περιέχουν αρκετά ακριβώς του ιού να ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα για την κατασκευή ενός αντισώματος, αλλά δεν αρκεί για να προκαλέσει μια σοβαρή λοίμωξη. Υπάρχουν εμβόλια για αυτούς τους ιούς: ανεμοβλογιά, τα βότσαλα, η ιλαρά, παρωτίτιδα, ερυθρά, ηπατίτιδα Α, η ηπατίτιδα Β, κίτρινο πυρετό, ιό των ανθρωπίνων θηλωμάτων, λύσσα, γρίπη, πολιομυελίτιδα, η ιαπωνική εγκεφαλίτιδα και του ροταϊού.
Μία άλλη από τις φυσικές άμυνες του οργανισμού κατά των ιογενών λοιμώξεων είναι μια οικογένεια πρωτεϊνών που ονομάζονται ιντερφερόνες. Ιντερφερόνες καταπολέμηση επίσης βακτηριακές λοιμώξεις και όγκους. Δεν σκοτώνουν τους ιούς, αλλά ενεργοποιούν άλλες ανοσοποιητικές αντιδράσεις στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών στα κύτταρα-ξενιστές που να σταματήσει τη δραστηριότητα του ιού. Ιντερφερόνες μπορεί επίσης να γίνει στο εμπόριο και εγχέεται στο σώμα για να ενισχύσει την ανοσοαπόκριση του συστήματος.
Αντι-ιικά φάρμακα
Μόλις ένας ιός είναι μέσα σε ένα κύτταρο ξενιστή, είναι δύσκολο να σκοτώσει ή να βλάψει χωρίς θανάτωση ή να καταστραφεί το κύτταρο. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει τα φάρμακα που παρεμβαίνουν με τις λειτουργίες ενός ιού αντί να σκοτώνει εντελώς. Οι αντι-ιικά φάρμακα έχουν αναπτυχθεί που εμποδίζουν την προσκόλληση του ιού σε ένα κύτταρο ξενιστή, που εισέρχονται στο κύτταρο, αναπαραγωγής εντός ενός κυττάρου, ή να απελευθερώσουν νεοσυσταθείσα ιούς. Η αμανταδίνη και ριμανταδίνη φάρμακα, για παράδειγμα, την εργασία με την πρόληψη του ιού από την είσοδο του κυττάρου? Το μπλοκ του φαρμάκου ακυκλοβίρης ιική αναπαραγωγή εντός του κυττάρου. Δύο νεότερα φάρμακα για τη θεραπεία της γρίπης, ζαναμιβίρη και οσελταμιβίρη, μπλοκάρουν την απελευθέρωση του νεοσύστατου ιών από τα κύτταρα-ξενιστές, την πρόληψη της εξάπλωσής τους σε άλλα κύτταρα-ξενιστές. Αναστολείς πρωτεάσης, που χρησιμοποιούνται στη θεραπεία του HIV, οι εργασίες αναστέλλοντας ένα ένζυμο του HIV ιός χρησιμοποιεί για να κάνει αντίγραφα του εαυτού του.
Τα αντιβιοτικά, τα οποία συνταγογραφούνται για βακτηριακές λοιμώξεις, δεν λειτουργούν ενάντια στους ιούς. Αυτό συμβαίνει επειδή τα αντιβιοτικά έχουν σχεδιαστεί να παρεμβαίνει με βιοχημικές αντιδράσεις βακτήρια χρειάζονται για να επιβιώσουν. Οι ιοί δεν έχουν αυτά τα ίδια βιοχημικές αντιδράσεις.
Τον Ιούνιο του 2006, η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) ενέκρινε το πρώτο εμβόλιο για την πρόληψη της μόλυνσης με τον ιό HPV, μια σημαντική αιτία του καρκίνου του τραχήλου της μήτρας. Αρκετά στελέχη του HPV έχουν ταυτοποιηθεί. Το εμβόλιο προστατεύει κατά των στελεχών 16 και 18, οι οποίοι προκαλούν περίπου το 70 τοις εκατό των καρκίνων του τραχήλου, και κατά των τύπων 6 και 11, οι οποίοι προκαλούν περίπου το 90 τοις εκατό των γεννητικών κονδυλωμάτων. Το εμβόλιο δεν προστατεύει έναντι των στελεχών του HPV 31 ή 45, η οποία μπορεί επίσης να προκαλέσουν καρκίνο του τραχήλου της μήτρας. Το εμβόλιο, το οποίο δεν περιέχει ζωντανό ιό, έχει εγκριθεί για γυναίκες ηλικίας 9 έως 26.