Virusi su biološki agensi na granici živog i neživog.
Za razliku od većine živih organizama nemaju ćelije niti delove ćelije koji bi im omogućili hranjenje, razvoj i razmnožavanje. Zbog toga funkcionišu poput parazita – u stvaranju svojih proteina, genetskog materijala, ovojnica i potomstva potpuno zavise od mehanizma stvaranja energije (mitohondrijima) i belančevinama (ribosomima) ćelija čoveka.
Ipak, za razliku od manjih zaraznih agensa, poput priona koji uzrokuju kravlje ludilo, virusi sadrže gene koji im omogućavaju da se umnožavaju, mutiraju i evoluiraju. Do danas je otkriveno više od 5.000 virusa.
Veličina virusa kreće se između 20 i 300 nanometara (nm), što znači da su stotinjak puta manji od bakterija. Zbog malih dimenzija većina nije vidljiva optičkim mikroskopom.
Stoga se uglavnom posmatraju elektronskim mikroskopima.
Novi koronavirus 2019 n-CoV s promerom od 125 nm (zajedno sa šiljcima) spada među veće viruse. To je dobro jer to znači da se teže širi najsitnijim kapljicama koje mogu dugo da lebde u vazduhu i dostignu udaljenosti od više metara. Osim toga, u jednu kapljicu stane manje velikih virusa nego malih kao što je, na primer, virus gripa.
Građa virusa
Virusi mogu biti neovijeni ili ovijeni.
Kod neovijenih virusa virusnu česticu čini nukleokapsida koja se sastoji od kapside, odnosno proteinske ljuske koja obavija i štiti genetski materijal virusa od delovanja enzima ćelije čoveka.
Kapsida je građena od podjedinica, tzv. kapsomera i nositelj je virusnih antigena po kojima obrambeni mehanizam prepoznaje viruse i reaguja na njih napadom. U kapsidi se nalazi genetski materijal virusa, odnosno nukleinska kiselina koja sadrži uputstva potrebna za umnožavanje virusa. Kod nekih virusa to je dvostruka DNK, a kod nekih jednostruka RNK. U slučaju koronavirusa 2019 n-CoV, to je RNK.
Ovijeni virusi – neki virusi obavijeni su lipidskom ovojnicom koja potiče od ćelije u kojoj se umnožavaju. Iz nje strše glikoproteinski izdanci kojima se virus prihvata na ćeliju primatelja. Takvi su, među ostalim, virusi gripa, HIV-a i koronavirusi.
Glikoproteini u šiljcima koronavirusa kojima se oni vežu uz ćelije čoveka nazivaju se S (od spikes – šiljci). Koronavirusi su ime dobili upravo po tim šiljcima.
Poreklo virusa
Postoje tri glavne teorije o poreklu virusa, ali sve ih treba uzeti s rezervom jer još uvek imaju određenih neodgovorenih pitanja.
1. Regresivna teorija
Prema toj teoriji, virusi su nekada davno mogli biti male ćelije koje su parazitirale na većim ćelijama.
S vremenom su izgubili gene koji im nisu bili važni za parazitiranje. U prilog takvoj mogućnosti govore bakterije poput rikezije i hlamidije koje su žive ćelije, ali se poput virusa mogu razmnožavati samo unutar ćelija domaćina.
2. Teorija ćelijskog porekla
Neki su se virusi možda mogli razviti iz delića DNK ili RNK koji su “pobegli” iz genoma većih organizama.
Izbegli delovi DNK mogli su poteći iz plazmida – delova DNK koji se mogu kretati između ćelija , dok su drugi možda evoluirali iz bakterija.
3. Teorija koevolucije
Virusi su se možda razvili iz složenih molekula proteina i DNK u isto vreme kad su se ćelije prvi put pojavile na Zemlji. Zavisile su od ćelijskog života milionima godina.
Kako su evoluirali koronavirusi?
Kada je čovek pre 10-ak hiljada godina od lovca sakupljača postao poljoprivrednik stočar, bliski kontakt sa životinjama omogućio je razvoj brojnih bolesti koje su prelazile sa životinja na ljude i obrnuto – tzv. zoonoza. Zanimljivo je da se tada očekivano trajanje ljudskog života značajno skratilo.
Ali sigurnost dostupnosti hrane ipak je predstavljala evolucijsku prednost. Danas se smatra da je najrecentniji zajednički predak svih koronavirusa star najmanje 10.000 godina.
Procenjuje se da se SARS, koji je zoonoza, odvojio 1986. Smatra se da je sa šišmiša prešao na vrstu divljih mačaka – cibetke, a potom na tržnicama na ljude. Novi koronavirus 2019 n-CoV prvi je put zabeležen krajem 2019. godine, genetski se podudara sa SARS-om više od 70%, a klasifikovan je kao soj betakoronavirusa. Takođe se smatra da je potekao od šišmiša, ali posrednik za sada nije poznat.
Kako i zašto virusi napadaju ćelije?
Virusi za svoju reprodukciju trebaju ćelije domaćina pa napadaju sve žive organizme, uključujući biljke, gljive, bakterije i arheje. Kako bi ušli u ćelije, pričvršćuju se na njihove receptore na membrani uz pomoć glikoproteina koji strše iz njih. U slučaju koronavirusa, to su glikoproteini S na šiljcima (naziv S dolazi od spike – šiljak).
Nakon što se učvrste na ćeliju, u nju ulaze na različite načine. Kada uđu, zaštitna ljuska kapsida se razgrađuje i oslobađa se genetski materijal virusa – DNK ili RNK. Taj materijal preuzima kontrolu nad ćelijom svojim porukama i počinje je koristiti za izgradnju vlastitih delova – za sintezu vlastitih proteina, vlastitih genetskih poruka i ljuski.
Tokom umnožavanja virusa nastaju promene na površini i u unutrašnjosti inficirane ćelije. Kada se svi delovi novih virusa sastave i on se umnoži, obično kreće izlazak iz ćelije radi daljeg širenja i reprodukcije. Prilikom izlaska ćelija obično bude uništena. Neke vrste virusa mogu dugo vremena ostati pritajene u ćelijama.
Odbrambeni sistem organizma ne uništava samo viruse već i zaražene ćelije. Kada virus uđe u ćeliju , odbrambeni sistem ne može prepoznati šta je u njoj. Ćelije stoga koriste mehanizme kojima deliće virusa izbacuju na svoju površinu kako bi dale signal da su zaražene.
Odbrambeni sistem ih prepoznaje pa uništava zaražene ćelije zajedno s virusima.
To čine T ćelije opremljene raznim otrovima kao što su citotoksini. Napad virusa ponekad može izazvati preteranu odbrambenu reakciju koja se iskazuje kao citokinska oluja. Takve preterane reakcije obično uzrokuju oštećenja tkiva domaćina i bolove poput bolova u zglobovima.
Problem se dalje komplikuje ako se obnavljanje tkiva ne odvija kako treba pa u njima nastaju ožiljci. Jake upale mogu čak uzrokovati sistemske citokinske oluje koje potom mogu izazvati oštećenja u brojnim organima i njihovo otkazivanje. Jedna od teških posledica napada novog koronavirusa je zatajenje bubrega.
Koje bolesti uzrokuju koronavirusi?
Koronavirusi uglavnom napadaju gornje delove disajnog sistema i uzrokuju prehlade s blagim simptomima. Međutim, neki poput SARS-a, MERS-a i virusa iz Vuhana napadaju donje delove respiratornog sistema pa mogu uzrokovati virusne upale pluća koje se teško leče.
Korona virus uzrokuje povišenu telesnu temperaturu, iscrpljenost, suv kašalj, kratkoću daha, respiratorni distres, bronhitis, upalu pluća, zatajenje bubrega, a u najtežim slučajevima sepsu i smrtonosni ishod.
Jedan od simptoma infekcije virusa, uključujući i koronavirus , koji su korisni za borbu protiv bolesti je temperatura. Virusi uglavnom vole temperaturu od 37,5 °C, što je normalna telesna temperatura.
Kako imunološki sistem pokušava ubiti virus i sprečiti njegovo umnožavanje, on podiže normalnu telesnu temperaturu kako bi se virus stavio izvan optimalnih uslova. To olakšava ćelijama imunološkog sistema da telo oslobode infekcije.
Uz temperaturu obično ide i drhtavica i osećaj hladnoće. To se događa jer mozak uverava obolelo telo da njegova temperatura treba biti viša nego što jeste. U kasnijim fazama groznice često se javlja znojenje. Ono je pokušaj tela da ponovno smanji telesnu temperaturu jer ona može biti opasna za organizam.
Respiratorni virusi, kao što je novi koronavirus, napadaju ćelije disajnog sistema – od nosa, preko grla, do pluća. Odbrambeni sistem napada viruse različitim otrovima, a rezultat su oštećena i nadražena tkiva.
Ova nadraženost podstiče kašalj i kijanje. Novija istraživanja pokazuju da naš organizam nema puno koristi od kijanja i kašljanja u smislu oslobađanja od tereta virusa, ali virusi svakako imaju koristi jer im to omogava širenje.