گروه زیست شناسی بم

ویروس ها چگونه عمل می کنند؟ 

 بیشتر ما حداقل یک بار یا بیشتر در زندگی خود مبتلا به سرماخوردگی یا آنفلوآنزا شده ایم. در طی فصل سرماخوردگی و آنفلوآنزا به طور ویژه آسیب پذیر هستیم.

 نشانه های مریضی نیز تب، جمع شدن خلط، سرفه و گلودرد است که در ادارات، مدارس و خانه ها گسترش می یابند بدون توجه به اینکه در کجای جهان داریم زندگی می کنیم. علت سرماخوردگی و آنفلوآنزا ویروس ها هستند. ویروس ها مسئول بسیاری از بیماری های جدی و اغلب کشنده هستند مانند ایدز، تب هموراژیک ابولا، هپاتیت عفونی و تبخال. چگونه ویروس ها می توانند ما را مبتلا به چنین دردسرهایی کنند؟ چه چیزی ما را به آنها بسیار آسیب پذیر می کند و چه چیزی باعث گسترش آنها می شود؟ ما تلاش خواهیم کرد در این مقاله به جهان ویروس ها سرکی بکشیم. ما درباره اینکه ویروس چیست صحبت خواهیم کرد و اینکه آنها شبیه چه چیزی هستند چگونه آنها ما را آلوده می کنند و چگونه می توانیم خطر ابتلا به عفونت را کاهش بدهیم و یاد خواهید گرفت که چرا احساس سیاه بختی می کنید هنگامی که ویروس سرماخوردگی به بدن شما حمله می کند.

ویروس چیست؟

یک سلول، موجود زنده مستقلی است که به تنهایی قادر به خوردن، رشد و تولیدمثل هستند. ویروس ها البته این گونه نیستند. اگر می توانستید نگاهی به ویروس بیندازید آن را را چون ذره ای کوچک و ریز می دیدید. ذرات ویروسی یک میلیونیوم اینچ (۱۷ تا ۳۰۰ نانومتر) طول دارند. ویروس ها حدود هزار برابر کوچکتر از باکتری ها هستند و باکتری ها نیز کوچکتر از بیشتر سلول های انسانی هستند. ویروس ها بسیار کوچک هستند به طوری که در میکروسکوپ نوری دیده نخواهند شد اما با میکروسکوپ الکترونی قابل دیدن هستند. ذره ویروسی یا ویریون شامل این موارد است:

    نوکلئیک اسید – دستورالعمل های ژنتیکی را در دو شکل DNA یا RNA یا در دو شکل تک رشته ای یا دو رشته ای تنظیم می کنند.
    پوسته پروتیین- اطراف DNA یا RNA هستند تا از آنها پشتیبانی کنند.
    غشای لیپیدی – پوسته پروتیینی را احاطه می کنند (فقط در بعضی ویروس ها مانند آنفلوآنزا یافت می شوند . این نوع ویروس ها را ویروس های پوشش دار می گویند که در مقابل ویروس های لخت قرار می گیرند)

ویروس ها از لحاظ شکل و پیچیدگی بسیار متفاوت اند. بعضی به مانند توپ های ذرت پاپ کورن اند در حالی که بعضی شکل پیچیده تری دارند که مانند عنکبوت هستند.

برخلاف سلول های انسان یا باکتری ها ویروس ها دارای ابزار شیمیایی (آنزیم ها) نیستند که برای انجام واکنش های شیمیایی برای زندگی لازم هستند. به جای آن ویروس ها فقط یک یا دو آنزیم دارند که دستورالعمل های ژنتیکی را کشف رمز می کنند. پس ویروس باید سلول میزبانی (باکتری، گیاه یا حیوان) داشته باشد که در آن زندگی کند تا ویروس های بیشتری را بسازد. خارج از سلول میزبان ویروس ها نمی توانند کاری انجام دهند. به همین دلیل ویروس ها بر روی خط باریکی راه می روند که موجودات زنده را از غیر زنده جدا می کنند. بیشتر دانشمندان موافق اند که ویروس ها زنده هستند به خاطر اینکه  شاهد این بوده اند که هنگامی که سلول میزبان را آلوده می کنند چه اتفاقاتی را می تواند باعث شود.
ویروس ها چگونه عمل می کنند؟

در سیکل لایتیک، ویروس خودش را با استفاده از تنظیمات شیمیایی سلول میزبان تکثیر می کند. خطوط چرخشی قرمز در طرح نشان دهنده ماده ژنتیک ویروس هستند. قسمت نارنجی پوسته خارجی است که از آن حمایت می کند.

چگونه ویروس شما را آلوده می کند؟

ویروس ها در محیط اطراف ما در همه زمان ها دراز کشیده اند و فقط منتظر سلول میزبان هستند. آنها می توانند از طریق بینی، دهان یا پارگی در پوست وارد بدن ما شوند. هنگام وارد شدن آنها سلول میزبانی را پیدا می کنند تا آلوده سازند. برای نمونه ویروس های سرماخوردگی و آنفلوآنزا به سلول های که در خط و مسیر تنفسی یا گوارشی حمله می کنند. ویروس نقص ایمنی انسان یا همان HIV که باعث ایدز می شوند به سلول های T سیستم ایمنی حمله می کنند.

برخلاف نوع سلول میزبان، همه ویروس ها گام های پایه ای مشابهی را برمی دارند که به عنوان سیکل لایتیک شناخته شده اند:

    ذره ویروسی به سلول میزبان حمله می کند.
    ذره دستورالعمل های ژنتیکی را در سلول میزبان آزاد می کنند.
    ماده ژنتیکی تزریق شده آنزیم های سلول میزبان را به کار می گیرند.
    آنزیم ها قسمت هایی را برای ذرات ویروسی جدید می سازند.
    ذرات جدید قطعات را در ویروس هاس جدیدی گردهم می آورند.
    ذره جدید سلول میزبان را پاره کرده و از آن آزاد می شوند.

همه ویروس ها نوعی پروتیین بر روی پوسته خارجی یا پوشش خود را دارند که سلول یا سلول های میزبانی مناسب را درک کرده و می شناسد. این پروتیین ویروس را به غشای سلول میزبان متصل می کند چون هم پوشش ویروسی و هم غشای سلولی از لیپیدها ساخته شده اند.

 ویروس هایی که وار سلول نمی شوند باید محتوای خود را در سلول میزبان تزریق کنند (دستورالعمل های ژنتیکی، آنزیم ها). این ویروس ها که در سلول به سادگی حل می شوند محتوای خود را درون میزبان آزاد می کنند. در هر دو صورت نتیجه کار مشابه است

درون سلول شروع به ساختن کپی هایی از دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی می کنند و پروتیین های ویروسی جدید از دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی و تنظیمات آنزیمی سلولی استفاده می کنند. کپی های جدید از دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی که درون پوشش پروتیین جدیدی قرار گرفته اند استفاده می کنند تا ویروس های جدیدی را بسازند.

ویروس که از سلول میزبان آزاد شده است  ویروس های جدیدی را ایجاد کرده است که می توانند به سلول های دیگر آسیب برسانند. چون یک ویروس می تواند هزاران ویروس جدید تولید کند و عفونت های ویروسی می توانند به طور سریع در سرتاسر بدن گسترش یابند.

یک سری وقایع هنگامی که به آنفلوآنزا یا سرماخوردگی مبتلا می شوید رخ می دهد که نشان دهنده این است که چگونه ویروس  کار می کند:

۱٫شخص آلوده که در نزدیک شماست عطسه می کند.

۲٫ ویروس را استنشاق می کنید و ویروس به پوشش سلولی سینوس ها در بینی متصل می شود.

۳٫ ویروس به پوشش سلولی سینوسی حمله می کند و به طور سریع ویروس های جدید تولید مثل می کنند.

۴٫سلول های میزبان تجزیه می شوند و ویروس های جدید در جریان خون و همچنین در ریه ها گسترش می یابند.چون پوشش سلولی سینوسی را از دست می دهند و مایع می تواند در معابر بینی شما جریان یابد و شما آبریزش بینی داشته باشید.

۵٫ ویروس ها در مایعی که در گلو پایین می روند به پوشش سلولی گلوی شما حمله می کنند و گلودرد می گیرید.

۶٫ویروس ها در جریان خون می توانند به سلول های ماهیچه ای حمله کنند وو باعث بدن درد و درد ماهیچه ها شوند.

سیستم ایمنی بدن به عفونت واکنش نشان می دهد و در فرآیند درگیری مواد شیمیایی به نام پیروگن (Pyrogen) تولید می کنند که باعث می شوند دمای بدن افزایش یابد. تب واقعا کمک خواهد کرد تا با عفونت با آهسته کردن سرعت تولید مثل ویروسی بجنگید چون بیشتر واکنش های شیمیایی بدن نیاز به دمای بهینه ۳۷ درجه سانتی گراد یا ۹۸٫۶ درجه فارنهایت دارند. اگر دمای بدن اندکی بالای این حد افزایش یابد واکنش ها کند می شوند. واکنش ایمنی ادامه می یابد تا زمانی که ویروس ها از بدن حذف شوند. به هر حال اگر عطسه کنید می توانید هزاران ویروس جدید را در محیط پخش کنید تا در کمین میزبان دیگری باشند.
 

سیکل لایسوژنیک
ویروس ها چگونه عمل می کنند؟

در سیکل لایسوژنیک ویروس توسط اولین تزریق ماده ژنتیکی تولیدمثل می کند که توسط خط قرمز نشان داده شده است که در دستورالعمل های ژنتیکی سلول میزبان است.

درون سلول میزبان بعضی ویروس ها مانند تبخال و HIV فورا تولیدمثل نمی کنند. به جای آن آنها دستورالعمل های ژنتیکی خودشان را با دستورالعمل های ژنتیکی سلول میزبان ترکیب می کنند. هنگامی که سلول میزبان تولید مثل می کند دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی با اولاد سلول میزبان کپی می شوند.

سلول های میزبان ممکن است تحت بسیاری از راندهای تولید مثل بروند و سپس بعضی سیگنال های ژنتیکی از پیش تعیین شده و محیطی دستورالعمل های ویروسی خواب را به هم می زنند. دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی سپس بر روی تنظیمات میزبان خواهند رفت و ویروس های جدیدی همانطور که در بالا ذکر شد ساخته می شوند. این سیکل که به نام سیکل لایسوژنیک است در شکل نشان داده شده است.

چون یک ویروس تنها مجموعه ای از دستورالعمل های ژنتیکی پوشیده شده توسط پوشش پروتیینی است و چون هیچگونه واکنش بیوشیمیایی را همراه خود حمل نمی کند ویروس ها می توانند برای سال ها یا بیشتر در بیرون از سلول های میزبان زنده بمانند. بعضی ویروس ها می توانند به حالت خواب درون دستورالعمل های ژنتیکی سلول های میزبان قرار بگیرند قبل از اینکه تولید مثل کنند. برای نمونه شخص آلوده به HIV می تواند بدون اینکه نشانه هایی از بیماری ایذر زا نشان دهد برای سال ها زندگی کند اما او هنوز می تواند ویروس را به دیگران منتقل کند.

کاهش شیوع
همانطور که در بالا گفته شد ویروس ها می توانند برای مدت طولانی در خارج از بدن زنده بمانند. روشی که یک ویروس گسترش می یابد به نوع ویروس برمی گردد. آنها می توانند از طریق ابزارهایی که در زیرمی آیند شیوع یابند:

    ارگانیسم های حامل مانند کک و پشه
    هوا
    انتقال مستقیم مایعات بدن از شخصی به شخص دیگر- بزاق، عرق، مخاط بینی، خون، مایع منی، ترشحات واژنی
    سطوحی که مایعات بدن خشک می شوند

برای کاهش خطر شیوع یا تماس با ویروس ها نکاتی با شما در اینجا در میان گذاشته می شوند:

    جلوی دهان یا بینی خود را بگیرید هنگامی که عطسه یا سرفه می کنید.
    دستان خود را به طور مرتب بشویید به ویژه بعد از دستشویی رفتن یا برای آماده سازی غذا
    از تماس با مایعات بدن دیگران دوری کنید

این روش ها شاید نتوانند کاملا شما را محفوظ نگهدارند اما حداقل کمک خواهند کرد تا خطر ابتلا به آلودگی ویروسی کاهش یابد.

داروهایی که می توانند کمک کنند

برخلاف باور عموم، آنتی بیوتیک ها هیچگونه تاثیری بر ویروس ندارند. بیشتر آنتی بیوتیک ها در زمینه تولیدمثل باکتری مداخله می کنند و مانع ایجاد دستورالعمل های ژنتیکی جدید یا دیواره های سلولی جدید باکتری می شوند. چون ویروس ها واکنش های بیوشیمیایی خودشان را حمل نمی کنند آنتی بیوتیک ها تاثیری بر آنها ندارند.

 کار ایمنی که می توان انجام داد پیشگیری از آلودگی بدن است همانطور که می دانید تولید آنتی بادی های درست هم همین که ویروس شروع به تولید مثل کرد مفید است. همچنین چون ویروس ها بسیار سریع تولیدمثل می کنند و اغلب میزان آنتی بادی ها به کندی تغییر می یابد. گاهی خطاهای در دستورالعمل های ژنتیکی خزیده می شوند. این تغییرات ممکن است پوشش پروتیینی را اندکی تغییر دهند پس یک سال دسته ای از واکسن ها که مفید بوده اند ممکن است موثر در مقابل نوع مشابه ویروس در سال بعد نباشد. این دلیلی است برای اینکه چرا نیاز است تا به طور مرتب برای جنگ با عفونت های ویروسی و جلوگیری از شیوع واکسن جدیدی تولید کرد.

ممکن است در مورد شیوع ویروس ابولا یا ویروس نیل غربی تا به حال شنیده باشید که باعث مرگ بسیاری شد. آنفلوآنزا بسیاری از مردم را در گذشته کشته است (اوایل قرن بیستم) و  مباحثی در مورد اینکه زمان آنفلوآنزای همه گیر بعدی در ایالات متحده چه موقع است در جریان است. همه ویروس ها کشنده نیستند. برای نمونه مردم همه زمان ها سرما می خورند ونمی میرند. اما حتی ویروس هایی که به نظر بی خطر می آیند می توانند برای افرادی که دارای سیستم ایمنی ضعیف شده ای هستند کشنده باشند مانند افراد مبتلا به ایذر، بیماران سرطانی تحت شیمی درمانی، افراد کهنسال یا نوزادان. ما باید مراقب باشیم تا ویروس ها به افراد دیگر به ویژه آنها که حساس هستند منتقل نکنیم.