Коронавірус в організмі Як він викрадає наші клітини
Вірус паралізує наше життя. Як ви це робите? А що відбувається в організмі зараженої людини? Подорож вірусом.
Він діє під прикриттям. Камуфляж - це його спеціальність. Ніхто не знає, де це і коли. Навіть клітини, які він викрадає. Опікуни не можуть його виявити і не можуть бити тривогу. Навіть якщо воно вже давно прибуло у внутрішню частину вашої клітини і там розмножується. Від сотень до тисячі разів. Але тоді буде пізно. Вірусний статус. Надзвичайна ситуація.
Вірус паралізує наше життя. Як це працює? А що відбувається в організмі зараженої людини? Подорож вірусом.
Він діє під прикриттям. Камуфляж - його спеціальність. Ніхто не знає, де це і коли. Навіть клітини, які він викрадає. Опікуни не можуть його виявити і не можуть бити тривогу. Навіть якщо воно вже давно прибуло у внутрішню частину вашої клітини і там розмножується. Від сотень до тисячі разів. Але тоді буде пізно. Вірусний статус. Надзвичайна ситуація.
За кілька днів до цього його все ще чекають по краплі. Один чхне, один кашель, і він летить по повітрю разом з господарями однодумців, яких розпиляють на всі боки. Декого торкається весняне сонце, і УФ-промені руйнують їх. Інші сідають на дверні засувки або садові лавки. Вони ховаються там до трьох днів і мають єдину мету: знайти господаря і перехитрити його. Якщо вони зазнають невдачі, вони розвалюються. Якщо це вдасться, люди можуть загинути.
Це боротьба життя і смерті. Еволюція підготувала вірус до цього. Виник у Китаї, ймовірно, кажаном. Панголін міг служити йому проміжним господарем або іншим ссавцем. Вірусологи не знають, як саме він почав переходити від тварини до людини, а потім від людини до людини. Вони також не знають, чому так званий Sars-CoV-2 в десять разів небезпечніший за звичайний грип. Або чому кожен п’ятий серйозно хворіє на легеневу хворобу Covid-19, потрапляє у реанімацію або, можливо, навіть помирає. Але вони знають, що цей вірус мандрівний, підлий і нещадний.
Шипи як таємна зброя
Sars-CoV-2 походить з сімейства коронавірусів. Її родичів називають Sars або Mers, і на 120 нанометрів вони навіть менші за багато інших вірусів. Назва Корона натхненна шипами, якими її поверхня засмічена і які роблять частинку вірусу схожою на маленького короля. Зубці можуть нагадувати корону, але вони набагато більше; секретна зброя, ключ до тих клітин, які в основному розташовані в носі, роті, легенях або в серцево-судинній системі. Хоче кудись поїхати, мусить, щоб не загинути.
Його шлях повний перешкод, а конкуренція велика. Щодня десятки тисяч різних вірусів намагаються проникнути в людей або тварин. Для вірусів вони є не що інше, як гігантські фортеці-господарі, які потрібно перемогти. Над шкірою? Немає шансу. Це так само нездоланно для вірусу корони, як і бетонний бункер для людей. Потриматися для укусу бутерброда? Це хороша ідея, якщо вона не потрапляє у ваш шлунок. Там глибокий і тому кислий рН розчиняє його захисний покрив. Це також піддається ризику на столах або пальцях, де існує ризик смерті від мила.
Найбезпечніший спосіб - найпростіший. У рот, ніс або очі - ті входи, які відкриті. Це особливо легко, коли вірус транспортується безпосередньо до місця призначення пальцем, наприклад, коли людина торкається губ. Багато частинок вірусу потрапляють у комір вже в слизові оболонки. Деякі бачать, як зуби своїх колег рубаються молекулами. Чим ближче вони наближаються до клітин у ротовій порожнині або на стінках горла, тим більша ймовірність нападу на них. Важливо якомога швидше вийти або потрапити в камеру.
Перед клітинними воротами вірус вдає, що приходить у спокої. Він добре замаскований зубами. Як білок, який стикується з клітинами, щоб забезпечити їх речовинами або повідомленнями. Коронавірус імітує саме цей процес. Його жало вписується в клітинний рецептор так само ідеально, як ключ вкладається в замкову щілину. Клітина невинно огортає вірус клітинною мембраною і фактично ковтає його. Цей процес називається ендоцитозом. Зазвичай це життєво важливо, але зараз це смертельно. Наскільки смертельним буде показано згодом. Людина ще нічого з цього не відчуває.
Фокус такий же простий і старий, як і саме людство. Саме так греки сприйняли Трою в міфології. Сьогодні ці комп’ютерні програми називаються троянами, які проникають в чужі системи, як коронавірус, у клітини господаря. Ви повинні бути дуже обережними, щоб вас не виявили охоронці. Десятки з них цілодобово патрулюють камеру, щоб відстежити зловмисників. Вірус ховається. Він абсолютно хоче запобігти цим сторожовим собакам надсилати речовини, що передають повідомлення, щоб попередити сусідні клітини і таким чином викликати каскад сигналів тривоги. Чим довше він управляє цим, тим пізніше ініціюється антивірусний статус і все тіло переходить у стан тривоги. "Обережно, обережно, тут щось не так, будьте готові до гіршого".
Проте це ще не так далеко. Вірус все ще повинен боротися ні з фагоцитами, ні з антитілами. Це може працювати в мирі. Завдяки своєму геному, молекулі РНК, він бере під контроль центральний контроль клітин і замінює програму нарощування в ядрі клітини. Далі закликають робітників. Важливі процеси переходять на виробництво вірусів. Клітина мутує в секретну фабрику вірусів. Нові частинки вірусу швидко спльовуються одна за одною. Якщо хтось озирнуться, він бачить усі свої копії.
Всього за шість-вісім годин вони переростають у групу приблизно з 1000 вірусних новачків. Чим більше вони стають, тим тісніше воно стає в камері, майже клаустрофобним. Є сутичка. Перші починають шукати вихід і знаходити його там, де сміття зазвичай вивозять. Ти йдеш. Просто геть звідси.
Це питання часу, коли обкладинку виставлять. Клітина-хазяїн повільно загрожує розвалом. Ваші системи перевантажені та руйнуються. Якщо нічого не працює, це активує програму самознищення. З метою захисту інших, викрадена камера робить самогубство. Він розпадається на всі його окремі частини. Для вірусів спочатку це добре. Нарешті вони вільні, нарешті вони можуть робити те, що роблять: зграятися і кидатися на одну з сусідніх клітин, де все починається спочатку. Якби не всі ці фагоцити раптово перегороджували їм шлях, оточуючи і атакуючи їх.
Віруси проти фагоцитів
Розпочався вирішальний етап. Вірус піддається, розпізнається та локалізується імунною системою людини. Тепер воно має озброїтися проти помічників, які поспішають звідусіль. Клітини сміття першими позбавляються їх і позбавляються. Віруси, які вже є в хості, також не застраховані від них. Це забій. Ротова порожнина перетворюється на поле бою, а також горло. Все стає слизьким і липким і слизьким.
Віруси намагаються десь утриматися, щоб не бути змітеними слизом і не утилізувати в носовій хустці. Перші симптоми помітні через 2-20 днів після зараження першої клітини, такі як нежить, біль у горлі або кашель. Респіраторне захворювання Covid-19 виникло від вірусу Sars-CoV-2. Зараз люди вже не відчувають вірус, а швидше реакція імунної системи на нього. Питання: наскільки добре це працює? Хто ефективніший - фізичний захист чи вірус?
У більшості випадків Sars-CoV-2 не буде успішним. Тоді він може бути щасливим, коли його задує кашель, і може почати знову на свіжому повітрі, на садовому столі, наприклад, або на засувці дверей.
Кожен п'ятий випадок складний. Вірус продовжує поширюватися. Вниз по горлу в напрямку до легенів. Хоча стає все складніше, але доводиться поспішати, бо раптом скрізь так спекотно. Захист викликає подальше підвищення температури тіла, набігають кращі фагоцити, так звані великі поїдачі, які вбивають вірус.
Через кілька днів їй доводиться тікати з клітин-вбивць, які розмножуються так само швидко, як і віруси на їхніх вірусних заводах. Найбільш загрозливими є антитіла, які розпізнали вірусну систему та націлилися на їхні стрибки. Якщо їх нейтралізувати, вірус виводиться з ладу. Поки ще немає таких небезпечних супротивників. Якщо імунна система ослаблена, вірус має легку роботу. Потім лікарі у Швейцарії борються з цим противірусним препаратом ВІЛ Kaletra, препаратом малярії хлорохіном або новим противірусним препаратом Remdesivir.
У Швейцарії його мало, і він використовується в надзвичайних ситуаціях, оскільки ще не затверджений. Однак незабаром його слід опублікувати в клінічних дослідженнях. Препарати призначені для запобігання їжі вірусу туди, де насправді небезпечно: глибоко в нижні клітини легенів. Там це може спричинити справжню різанину, заразивши альвеоли та всю тканину. Це стає небезпечним.
Боротьба за легені
Sars-CoV-2 не може поширюватися в легенях без будь-якого опору. Великі їдці нападають на нього. Є також Т-клітини, які протистоять вірусу, а також цілий коктейль гормоноподібних речовин. Всі вони сигналізують: тривога в легенях. Зараз мова йде про боротьбу з ворогом. Якщо вони не можуть захистити легені, існує ризик повного колапсу. Імунна система відчайдушно намагається видалити клітини, заражені вірусом. Часто вони навіть не знають, на кого нападають.
У легенях величезна безлад, великий інфільтрат клітин, що виробляє від тридцяти до сорока різних ферментів. Ці речовини передають команду: Зверніть увагу! Захищайтеся! Примножуй! Все яскраво-червоне, набрякло, боляче. Тиск наростає. Біль посилюється в міру стискання нервових клітин, розташованих поруч. Температура тіла продовжує зростати, оскільки незліченні клітини розпадаються.
А це призводить до некерованого стану в організмі. Тим більше, що легені вже не здатні належним чином поглинати кисень. Імунна система повністю перевантажена. Набряк виникає через те, що альвеоли товсті і закупорені. Крім того, надходження кисню стає дефіцитним, що ще більше погіршує ситуацію. Слиз, що утворюється, вже не може стікати. Пацієнт задихається повітрям, дихаючи все швидше і швидше.
Тим не менше, виникає відчуття сильної задишки. Існує ризик смерті від задухи. Лікарі повинні давати кисень через трубку. Ви збільшуєте його концентрацію з нормальних 20 відсотків до 50 - 70 відсотків. Краплі в легенях збільшуються, а рідина витікає з між легенів. Дихальні шляхи стають слабшими. Запалення поширюється з легенів на все тіло.
Можливі порушення серцевого ритму, випадання з нирок, падіння артеріального тиску, поліорганна недостатність. Все разом призводить до колапсу імунної системи. Зрештою, часом навіть не зовсім зрозуміло, від чого хтось помирає.
Пацієнт заспокоєний і майже нічого не помічає. Ті, хто виживає, зазвичай більше не можуть згадати, що з ними зробив вірус. Поки незрозуміло, чи одужала людина відтепер буде імунітетом до вірусу.
А вірус, цей крихітний грубіян? Якщо людина помирає, це робиться. Якщо він не закашлявся перед смертю і не виніс вірус назовні. Потім він шукає нового господаря і все починається спочатку.
Вірус існує на короткий час, інакше він завжди напівмертвий і ніколи живий.
Наші експерти
Цей текст заснований на розмовах з п’ятьма людьми:
Корнель Фрафель є професором вірусології та директором вірусологічного інституту Цюріхського університету.
Гульдрих Гюнхард є інфекціоністом клініки інфекційних хвороб та гігієни лікарні медичного факультету Цюріхського університету.
Беда Штадлер є біологом, почесним професором та колишнім директором Інституту імунології Бернського університету.
Фолькер Тіл є дослідником корони та професором в Інституті вірусології та імунології Бернського університету.
П’єтро Вернацца Головний лікар клініки інфекційних хвороб та гігієни лікарні Кантональної лікарні Санкт-Галлен.