ویروس چیست و چگونه با ایجاد بیماری بشر را از پای در می آورد؟

 

اغلب ما حداقل یک بار در زندگی مان سرما خورده ایم یا دچار آنفلوآنزا شده ایم و در چنین شرایطی، بدن انسان بسیار آسیب پذیر است. تب، سرفه، گلودرد و بسیاری دردهای دیگر، نشانه های ابتلا به بیماری هستند و این بیماری ها توسط ویروس ها وارد بدن انسان شده و به دیگری منتقل می شوند.

ویروس ها صرفا این بیماری های ساده را سبب نمی شوند، بلکه مسبب ایدز، ابولا، هپاتیت و هرپس نیز هستند. اما چه چیزی سبب می شود که این ویروس ها تا این حد خطرناک باشند و سیستم ایمنی بدن انسان گاهی اوقات در برابر آن از پای در آید؟

هر سلول در بدن انسان، به عنوان یک واحد مستقل، توانایی زندگی و رشد را دارد و در کنار یکدیگر، جامعه ای بزرگ تشکیل می شود. اما ویروس ها عملا هیچ شباهتی به سلول های بدن انسان و حتی باکتری ها ندارند. اندازه ویروس ها معمولا بین 17 تا 300 نانومتر برآورد می شود و هر کدام از این واحدها به صورت مستقل می توانند حامل DNA تخریبگری باشند.

ویروس ها تقریبا یک هزارم باکتری ها هستند و باکتری ها نیز ده ها مرتبه از اکثر سلول های بدن انسان کوچک تر هستند. حالا تصور کنید ویروسی که هزاران برابر از سلول بدن انسان کوچک تر است، می تواند طی عملیاتی ساده، همه چیز را تحت کنترل گرفته و نابودگری عظیم باشد.

ویروس چیست؟

یک ویروس یا ویریون از قسمت های زیر تشکیل شده است:

  • اسید نوکلئیک: رشته های تکی یا دوتایی DNA یا RNA که حاوی اطلاعات حیاتی ویروس هستند.
  • پوشش پروتئینی: DNA یا RNA را احاطه کرده و از آن محافظت می کند.
  • غشای لیپیدی: پوشش پروتئینی را احاطه می کند (در بعضی ویروس های خاص مثل آنفلوآنزا یافت می شود و به آن ها ویروس های غلاف دار گفته می شود).

در مبحث ظاهر و پیچیدگی، ویروس های بسیار گسترده هستند. بعضی ها مانند یک توپ هستند و برخی دیگر ظاهری مانند یک ماه نورد آپولو دارند.

برخلاف سلول های انسانی و باکتریایی، ویروس ها حاوی آنزیم های بسیاری نیستند (ترکیباتی که به واکنش ها سرعت می بخشند) و درون خود چیزی نگه نمی دارند. در عوض، فقط یک یا دو آنزیم در اختیار دارند تا با استفاده از آن ها کد ژنتیکی خود را رمزگشایی کنند.

بنابراین، ویروس برای آنکه بتواند زندگی خود را وارد مرحله ای پیشرفته تر کند، نیاز به مزرعه ای بزرگ دارد، جایی که اجازه رشد و تکثیر به آن داده شود، چیزی مثل سلول های حیوانی، گیاهی و باکتری ها. سلول میزبان، هر آنچه که یک ویروس برای رشد لازم داشته باشد را در اختیارش قرار می دهد و تکثیر ویروس ادامه می یابد.

بیرون از سلول میزبان، ویروس ها هیچ قابلیتی نخواهند داشت و صرفا کپسولی هستند حاوی رشته های ژنتیکی. به همین دلیل، ویروس ها را نه می توان موجود زنده خطاب کرد و نه غیر زنده خواند اما اغلب محققین و دانشمندان معتقدند که ویروس ها به دلیل داشتن DNA و RNA و رشد و تکثیر در بدن جانداران دیگر، موجود زنده به حساب می آیند.

یک ویروس چگونه سلول را مبتلا می سازد؟


ویروس ها همه جا هستند و منتظرند تا یک سلول میزبان پیدا کرده و وارد آن شوند. ممکن است از طریق بینی، دهان، سطح خراشیده پوست و یا زخم ها وارد بدن شوند و زمانی که وارد شدند، یک سلول برای میزبانی پیدا می کنند.

برای مثال، ویروس سرماخوردگی و آنفلوآنزا سلول های دستگاه تنفسی یا دستگاه گوارش را مورد حمله خود قرار می دهند. ویروس نقص ایمنی انسان یا HIV که سبب بیماری ایدز می شود نیز، سلول های T از سیستم دفاعی را تخریب می کنند.

فارغ از نوع سلول میزبان، تمام ویروس ها چرخه لیتیک را می پیمایند تا فعالیت خود را آغاز کنند:

  1. یک ویروس به سلول میزبان متصل می شود.
  2. ویروس، ماده ژنتیکی خود را به درون سلول میزبان تزریق می کند.
  3. کد ژنتیکی جدیدی که وارد سلول شده، آنزیم های سلول میزبان را برای بازتولید و نشر خود در اختیار می گیرد.
  4. آنزیم ها شروع به ساخت تکه های جدید از روی ویروس می کنند.
  5. تکه ها کم کم به هم متصل شده و ویروس جدیدی را در داخل سلول میزبان شکل می دهند.
  6. هزاران ویروس جدیدی که با استفاده از کمک آنزیم های میزبان ساخته شده اند، باعث از بین رفتن سلول شده و از آن خارج می شوند. ویروس های جدید سپس این چرخه را تکرار می کنند.

تمام ویروس ها چند نوع پروتئین روی پوشش پروتئینی یا غلاف خود دارند که سبب می شود سلول میزبان خاصی را شناسایی کرده و به سراغ آن بروند. در حقیقت، ویروس ها در تماس با اولین سلولی که قرار بگیرند قرار نیست وارد آن شوند. پروتئین های سطی سبب می شود تا این ذرات ریز به غشای سلول میزبان بچپسبند. برخی ویروس های غلاف دار هم بدون هیچ مشکلی از غشای سلول عبور می کنند، به این علت که جنس پوشش بیرونی هر دو از لیپید است.

این ویروس ها به سادگی و پس از ورود به سلول محتوای خود را آزاد می کنند اما ویروس هایی که نمی توانند به سادگی از غشا عبور کنند، باید با ترفندهایی ماده ژنتیکی خود را به درون سلول تزریق نمایند.

درون سلول چه رخ می دهد؟

به محض ورود، آنزیم های ویروسی کنترل امور را در دست گرفته و کودتایی علیه آنزیم های سلول میزبان به پا می شود. به جای آنکه تمام انرژی در اختیار آنزیم های سلول برای تقسیم سلولی قرار بگیرد، آنزیم های ویروسی با دیکته کردن قوانین از روی ژنتیک ویروس، کنترل سلول و آنزیم ها را در دست می گیرند. پس از تولید DNA یا RNA، آنزیم ها پروتئین سازی را هم آغاز می کنند تا محتوای ژنتیکی وارد آن ها شده و یک واحد ویروسی مجزا و کامل را ساخته باشند. پس غلاف لیپیدی که بالاتر از آن صحبت کردیم چگونه پدید می آید؟

وقتی که ویروس های جدید ساخته شدند، دو راه برای خروج خواهند داشت:

  1. لیز کردن سلول یا به عبارتی متلاشی کردن دیواره.
  2. به صورت سوزنی و با فشار به غشای سلولی، بخشی از سلول را به دور خود پیچیده و خارج می شوند. در حقیقت ویروس ها غلاف لیپیدی محافظ خود را تولید نمی کنند، بلکه از سلول میزبان قرض می گیرند.

به محض آزاد شدن، واحد جدید قادر است به همان اندازه تخریب گر باشد و ویروس های جدید را آلوده کند. از آنجایی که سرعت تولیدمثل ویروس ها بسیار بالاست و از روی هر ویروس هزاران نمونه درون یک سلول ساخته می شود، سرعت شیوع آن در بدن نیز بسیار سریع است.

طی چند مرحله، ویروس وارد بدن شده، شما را از پای می اندازد و سپس بدن به مقابله با آن می پردازد. مراحل یک سرماخوردگی ساده به خوبی نحوه کارکرد ویروس ها را توضیح می دهد:

  1. شخصی مبتلا در نزدیکی شما عطسه می کند و ویروس در هوا پخش می شود.
  2. نفس می کشید و ویروس درست به ردیف سلول های پوششی سینوس درون بینی شما می چسبد.
  3. ویروس به سلول های پوششی حمله کرده و تولیدمثل ویروس های جدید را سریعا آغاز می کند.
  4. سلول میزبان از هم می پاشد و ویروس وارد جریان خون می گردد و به شش ها می رسد. به دلیل اینکه چند ردیف از سلول های پوششی سینوس خود را از دست داده اید، مایعات داخلی بدن به سادگی وارد کانال بینی شده و آبریزش بینی پیدا می کنید.
  5. حالا نوبت به گلو می رسد. با تخریب بافت های این ناحیه و تکثیر بی رویه، گلودرد ایجاد می گردد.
  6. ویروس هایی که وارد جریان خود شده اند به تمام بدن انتشار یافته اند و عضلات را هم مورد حمله مستقیم قرار داده اند و در نتیجه بدن درد ایجاد می گردد.

ویروس ها غافل از اینکه سیستم ایمنی بدن حواسش به همه چیز هست، به فعالیت خود بی وقفه ادامه می دهند. سیستم ایمنی متوجه عفونت می شود و شروع به ساخت موادی شیمیایی با نام پیروژن کرده و دمای بدن را بالا می برد.

این تب در واقع نشانه مثبتی است، یعنی سیستم ایمنی بدن شما در اوج مداخله قرار گرفته و عوامل بیگانه را شناسایی کرده. با بالا رفتن دمای بدن، تولیدمثل ویروسی آهسته تر می شود. عمده فعالیت های بدن انسان در درجه حرارت 37 درجه سانتی گراد یا 98.6 درجه فارنهایت صورت می پذیرد و با بالارفتن دما، آنزیم ها هم از کار می افتند.

این پاسخ ایمنی تا زمانی که ویروس ها کاملا از بین بروند ادامه می یابد. با این حال، اگر عطسه کنید و جلوی خروج ویروس ها را نگیرید، عوامل بیماری زا را آزاد کرده اید و منتظر یک میزبان تازه گذاشته اید.

چرخه لیزوژنی

برخی ویروس ها مانند هرپس تناسلی یا HIV زمانی که وارد سلول میزبان شوند بلافاصله تولیدمثل را آغاز نمی کنند. در عوض، دستورالعمل ژنتیکی خود را وارد کدهای ژنتیکی سلول میزبان می کنند و منتظر می مانند تا سلول تقسیم خود را آغاز کند. وقتی سلول تقسیم می شود، ویروس هم با آن تقسیم شده و وارد هر دو سلول جدید می شود.

ممکن است زمان زیادی بگذرد و ویروس همینگونه خفته و در نهاد ژنتیکی سلول میزبان باقی بماند اما یه تغییر ناگهانی ویروس را بیدار می کند. کد ژنتیکی ویروس از زنجیره جدا شده و همانند توضیحاتی که بالاتر ارائه شد، کنترل امور سلول را به دست می گیرد. این چرخه را چرخه لیزوژنی می نامند.

به دلیل اینکه ویروس ها صرفا اطلاعات ژنتیکی هستند که توسط یک پوشش پروتئینی احاطه شده اند و به دلیل اینکه هیچ واکنش بیوشیمیایی مخصوص به خود ندارند، می توانند سال ها بدون میزبان زنده بمانند و از بین نروند.

برخی ویروس ها هم بدون هیچ مشکلی، سال ها درون کد ژنتیکی سلول میزبان باقی مانده و علائمی از خود نشان نمی دهند. برای مثال، قطعا شنیده اید که مبتلایان به بیماری ایدز ممکن است تا ده الی بیست سال پس از دریافت ویروس هیچ علامتی از خود نشان ندهند اما با این حال قادرند تا ویروس را به فردی دیگر انتقال دهند.

کاهش شیوع

ویروس ها مدت زمان زیادی خارج از بدن یا سلول میزبان به حالت غیر زنده باقی می مانند اما از بین نمی روند. در واقع با توجه به اینکه چیزی جز چند رشته DNA یا RNA نیستند، زندگی خاصی ندارند اما در عین حال کاملا صحیح و سلامت سر جای خود قرار دارند. شیوع ویروس ها از این راه ها صورت می پذیرد:

  • حاملین زنده – پشه ها و کک ها
  • هوا
  • انتقال مستقیم مایعات بدن از شخصی به شخص دیگر – بزاق، عرق، ترشحات بینی، خون، ترشحات دستگاه تناسلی مرد و زن
  • سطوحی که مایعات بدن قبلا روی آن ریخته و حالا خشک شده اند

 

 

برای کاهش ریسک شیوع و تماس با ویروس ها، می توانید موارد زیر را به کار گیرید:

  • عین عطسه و سرفه، بینی و دهان خود را بپوشانید
  • دست های خود را مرتبا بشویید، خصوصا پس از استفاده از سرویس بهداشتی و پیش از خوردن غذا
  • از تماس با مایعات ترشح شده از بدن دیگران تا حد امکان بپرهیزید

با به کارگیری موارد فوق، صرفا شانس ابتلا به ویروس ها را کاهش خواهید داد اما هیچگاه در برابر نفوذ ویروس ها به درون بدن خودتان در امان نخواهید بود.

مصرف داروهای شیمیایی برای تقویت سیستم ایمنی

برخلاف باور عمومی، آنتی بیوتیک ها هیچ تاثیری روی ویروس ها ندارند. اغلب آنتی بیوتیک ها به مبارزه مستقیم با باکتری ها می روند و مانع تولید ماده ژنتیکی یا دیواره سلولی شان می شوند. در حقیقت، آنتی بیوتیک ها در برابر چرخه های بیوشیمیایی باکتری می ایستد اما باکتری عملا چرخه بیوشیمیایی ندارد که آنتی بیوتیک ها روی آن اثر بگذارند.

بنابراین استفاده سر خود از آنتی بیوتیک ها در مواقع سرماخوردگی عملا بی فایده است.

ایمنی سازی با آلوده سازی خفیف بدن آغاز می گردد؛ دقیقا همانند کاری که واکسن ها انجام می دهند. بدن با بیماری آشنا شده و می داند که در موقع لزوم کدام آنتی بادی را باید تولید کند تا در برابر ویروس بایستد. به دلیل تولیدمثل دائمی، ویروس ها به آهستگی تغییر می کنند. اما گاهی اوقات اشتباهات صورت پذیرفته در کدهای ژنتیکی شان سبب ایجاد جهش و تغییر می شود.

این تغییر ممکن است روی پوشش پروتئینی تاثیر بگذارد و در نتیجه ویروسی جدید را پدید آورد. در نتیجه واکسن های امسال، در برابر ویروس های سال بعد مقاومتی از خود نشان نمی دهند.

حتما در مورد شیوع ویروس هایی نظیر ابولا شنیده اید که سبب کشته شدن صدها نفر شده اند. اوایل قرن بیستم، آنفلوآنزا هم انسان های بسیاری را از پای درآورد. اما همه ویروس ها کشنده نیستند. برای مثال، همه ما سرماخوردگی را تجربه کرده ایم و حالا صحیح و سلامت این مطلب را می خوانیم.

با این حال، اگر این ویروس های به ظاهر بی خطر به فردی که سیستم ایمنی بسیار ضعیفی دارد (کودکان، کهنسالان، افراد مبتلا به ایدز و سرطان) حمله کنند ممکن است خطرساز شوند.

ویروس ها چگونه توسط نور نابود می شوند؟

برای ریشه کن کردن عفونت و حتی پیشگیری از آن، راه های خاصی هست که همه ما در طول روز و دوران بیماری انجام می دهیم؛ شستن دست، گرفتن دست در برابر دهان به هنگام عطسه و سرفه، خواب کافی، نمالیدن محکم چشم ها (خصوصا بعد از اینکه به بینی دست زده ایم)، خوردن میوه ها و سبزیجات پاکیزه و … همگی راه هایی برای جلوگیری از ابتلا به بیماری هستند.

با این حال، یک ویروس سرماخوردگی ممکن است چندین ساعت روی دست یک نفر سالم باقی بماند و یا حتی روی برخی اشیا و در شرایط خاص ممکن است این زمان به چندین روز افزایش پیدا کند.

حتی مایع های ضد عفونی کننده دست هم قرار نیست تمامی ویروس ها را از بین ببرند. به محض اینکه راهی به درون بدن پیدا کنند و سلولی برای میزبانی بیابند، کشتن شان بسیار سخت و دشوار می شود. آنتی بیوتیک ها عملا هیچ قدرتی در برابر آن ها ندارند و واکسن در برابر آنفلوآنزا و برخی ویروس های دیگر باید هر ساله تغییر پیدا کند تا سویه های جدید را هم در بر گیرد.

خوشبختانه، سیستم ایمنی بدن انسان می تواند در برابر ویروس های بسیاری مقاومت کند اما برخی دیگر مثل ابولا، HIV و حتی آنفلوآنزاهای خاص می توانند کشنده باشند. با این حال، شاید برای تان شگفت انگیز باشد که ویروس ها در برابر یکی از عوامل اصلی حیات، یعنی نور به شدت حساس هستند و در حقیقت ممکن است سبب کشته شدن شان شود.

با توجه به اینکه ویروس ها موجوداتی زنده به حساب نمی آیند، شاید درست نباشد که از لفظ کشته شدن استفاده کنیم، اما نور می تواند به گونه ای بخش های اساسی ویروس ها را از هم جدا کند که بازسازی آن غیر ممکن شود.

Kong-Thon Tsen از دانشگاه ایالتی آریزونا در کنار محققین دانشگاه جانز هاپکینز نشان می دهند که چگونه پرتوی نور مرئی از لیزرهای با قدرت پایین می تواند ویروس ها را بکشد. راه حل تابش لیزر به عفونت ها و ویروس ها علاوه بر تاثیر بیشتر روی از بین بردن ویروس، ضرر کمتری هم به بافت سالم و زنده بدن انسان وارد می سازد.

در تحقیق صورت پذیرفته، محققین یک ویروس را با نور بنفش یک لیزر نوری در تماس قرار دادند. این لیزر که فقط به مدت 100 فمتوثانیه (هر فمتوثانیه برابر با یک میلیونیم از یک میلیاردم ثانیه است) به مظنون تابیده، سبب شده تا کپسید ویروس یا لایه بیرونی آن دچار لرزش شود و آسیب ببیند.

در نهایت، ویروس کاملا غیر فعال می شود و ناحیه کنار آن بدون آسیب باقی می ماند. خوشبختانه این راه حل تاثیری روی جهش زایی ویروس ها ندارد که یکی از مشکلات اساسی دیگر روش های درمانی است. در نتیجه، کشتن ویروس ها با نور مرئی از ایجاد مقاومت ویروسی جلوگیری می کند.

در حالی که هنوز این شیوه درمانی در مرحله بررسی و آزمایش قرار دارد، اما سبب شده تا نظر بسیاری از دانشمندان و محققین به سوی آن جلب شود. HIV/AIDS، هپاتیت و برخی دیگر از بیماری های ویروسی که بشر را از پای در آورده اند ممکن است طی دوره های لیزر درمانی به طور کل ریشه کن شوند، بنابراین در مورد مسئله مهمی صحبت می کنیم.

دانشمندان می توانند نمونه های خونی آلوده شده به ویروس و دیگر پاتوژن ها را پاکسازی کرده و قدمی مهم در جهت ارتقای کیفی سلامت بردارند. یکی دیگر از تئوری های مطرح شده این است که لیزر درمانی با شیوه دیالیز خون ترکیب شود و راه حلی موثر در جهت پاکسازی مایع حیات بدن ایجاد کند.

در این شیوه، خون از بدن بیمار خارج می شود، ویروس ها و پاتوژن های آن توسط دستگاه دیالیز و لیزرها کشته شده و سپس دوباره به بدن او باز می گردد. به این شیوه می توان به شکل قابل توجهی از تکثیر ویروس هایی که محل فعالیت شان خون و لنف است، کم کرد.

البته، بررسی های آتی روی تاثیرات منفی و جانبی هم مطالعه خواهد داشت که خوشبختانه تاکنون هیچ موردی پیدا نشده است.

در حال حاضر، پزشکان راه حل های زیادی برای مقابله با ویروس ها ندارند. هر ویروس به نوعی تضعیف شده یا سرعت رشد آن کاهش می یابد اما وقتی هنوز دارویی برای سرنگون کردن HIV وجود ندارد، بنابراین تمام این مبارزات نتیجه ای ندارد، جز به تعویق انداختن خطر مرگ. به همین سبب، آزمایشات این چنینی نه تنها برای جامعه پزشکی و علاقه مندان به حوزه سلامت جذاب است، بلکه برای عموم مردم هم امیدبخش و خوشحال کننده خواهد بود.

در حالی که بسیاری از راه حل های مبارزه با ویروس ها هنوز کار به جایی نبرده و در مرحله آزمایشگاهی باقی مانده اند، اما تابش پرتو فرابنفش راه خود را به بسیاری از کلینیک ها و بیمارستان ها باز کرده است.

سیستم کاری بسیار ساده است. ویروس ها به وسیله اشعه های فرابنفش بمباران شده و از بین می روند. اما فراموش نکنید که همین اشعه می تواند سبب سرطان پوست و آفتاب سوختگی شود.

همانند تکنیک لیزر، تابش فرابنفش با از هم پاشاندن دیواره سلولی ویروس، آن را از کار می اندازد. برخی دستگاه های تصفیه آب و سیستم های تهویه از این تکنیک بهره می گیرند تا پاتوژن های آبزی و هوازی را از بین ببرند.

محققین نیز به تازگی موفق شده اند با استفاده از همین پرتو، پاتوژن های موجود درون غذا مثل باکتری اشرشیا کلای را نیز از بین ببرند، آن هم بدون تخریب مواد غذایی یا نابود ساختن آن. با این حال، اگرچه اشعه ماورا بنفش می تواند در برخی موارد موثر باشد، در همین حین می تواند سبب جهش در ویروس شده (که نتیجه آن افزایش مقاوت ویروسی است) یا حتی سلول های سالم بدن را از بین ببرد (همانند آفتاب سوختگی).

برخی دانش پژوهان امید دارند تا با استفاده از مایکروویو یا ریز موج ها اسباب نابودی ویروس ها را فراهم آورند اما تاکنون اثبات شده که این راه حل بی استفاده است. آب پیرامون ویروس، انرژی موجود در ریزموج ها را دریافت می کند اما انرژی آن به حدی نیست که سبب نابودی کامل آن شود.

در آگوست سال 2004، تیمی متشکل از دانشمندان آمریکایی و ونزوئلایی ترکیبی رودیومی ساختند که می توانست تومورها را از بین ببرد و ویروس ها را هم به حالت غیر فعال در آورد. این تکنیک هم وابسته به نور است و از فرکانس خاصی برای فعال سازی ماده استفاده می شود.

دانشمندان این راه حل را جایگزینی برای شیمی درمانی می پندارند، چرا که به این شیوه، سلول های سالم آسیبی نمی بینند. نتیجه تحقیق تیم آمریکایی-ونزوئلایی می تواند همانند لیزر نور بنفش برای استریلیزه کردن خون نیز استفاده شود.

  منبع : دیجیاتو