Как в чашке петри размножать вирусы

Продолжается ли эволюция? Ответ — да. Собственно, на этом можно закончить. Было бы странно, если бы она три миллиарда лет продолжалась, а сейчас вдруг остановилась.

Эволюция бактерий

Зимой был флешмоб в Facebook: люди показывали свои фотографии сейчас и десять лет назад. Какие-то два человека сфотографировали положенные в чашку Петри таблеточки (антибиотиков. — Прим. T&P). В 2009-м вокруг них бактерий не было, а сейчас картина изменилась из-за лекарственной устойчивости, которую бактерии приобретают в результате продолжающейся у них эволюции.

Устойчивость не возникла в тот момент, когда мы начали употреблять антибиотики. Химическая война между разными микроорганизмами происходила всегда. Нас заботит вопрос, когда лекарственную устойчивость, которой раньше у них не было, приобрели наши патогены. Можно посчитать, что проходит примерно 10–15 лет между началом клинического употребления антибиотика и появлением значительного количества штаммов патогенов, устойчивых к этому антибиотику.

Самая сильная борьба идет между представителями одного вида, потому что они занимают одну экологическую нишу и соревнуются за один и тот же ресурс. Есть антибиотики — колицины, — которыми разные штаммы кишечной палочки травят друг друга. Если в одну пробирку поместить дикий штамм, чувствительный к антибиотику, и продуцент колицина, то последний сделает антибиотик и быстро убьет чувствительный штамм:

А что будет, если в одну пробирку поместить продуцент и устойчивый штамм? Производство антибиотика — штука небезобидная, оно чего-то стоит, и поэтому через некоторое время выяснится, что устойчивый штамм размножается быстрее и вытесняет продуцента. Но устойчивость тоже дается не просто так, а ценой порчи некоторых клеточных механизмов: вместе с антибиотиком из клетки выкидывается и полезное. Поэтому если поместить в одну пробирку устойчивый и дикий тип, то последний постепенно вытеснит устойчивого. Наконец, если всех троих посадить в одну банку, то продуцент сразу сделает антибиотик и убьет дикого типа (потому что отравиться — это быстро), после чего их остается двое. А что бывает в такой ситуации, мы уже знаем. Останется устойчивый.

В 2002 году исследователи провели соответствующий эксперимент: взяли чашку Петри, в узлы треугольной сетки на чашке случайным образом нанесли представителей этих трех штаммов и дали им расти. На третий день колонии выросли настолько, что начали соприкасаться. В отличие от банки, где бактерии плавают и встречаются все вместе в общей среде, в чашке Петри плоская среда и антибиотик по ней не распространяется — где его произвели, он там и остается. Поэтому каждая граница смещается туда, куда ей и положено смещаться.

Спустя пару лет те же ученые сделали другой эксперимент. Они взяли 12 клеток, в каждую из них посадили трех мышек, каждую мышку заразили своим штаммом кишечной палочки и создали такие условия, чтобы мышки свободно друг друга заражали. В итоге в каждой клетке оставался всегда какой-то один штамм — и это никогда не был продуцент. Если кому-то нужна мораль — вот она: гадости делать плохо .

Подчеркну две существенные идеи этих экспериментов. Во-первых, продукция антибиотика микроорганизмом и устойчивость к антибиотику всегда даются ценой чего-то. А, во-вторых, то, как происходит отбор, зависит от условий. Когда мы вносим антибиотик, мы на самом деле добавляем новый фактор отбора.

Бездумные игры с пенициллином

В работе трехлетней давности исследователи взяли емкость размером 1,2×0,6 м, нанесли на него питательную среду и антибиотик. С одного края антибиотика не было совсем, в следующей части емкости была минимальная доза, которую бактерии не могут переносить, затем в десять раз больше, в сто раз больше и, наконец, в тысячу раз больше. Сверху повесили камеру, на края нанесли бактерии и стали снимать, что происходит.

Сначала ничего не происходило. Через 44 часа бактерии заняли зону, свободную от антибиотиков, а еще через 44 часа отдельные представители прорвались в зону, где антибиотик уже был, получили возможность там размножаться (значит, что-то у них поменялось) и постепенно заполнили следующую зону. Прошло еще 44 часа, появились еще более устойчивые и затем еще более устойчивые. Через 11 суток образовались бактерии, способные перенести тысячекратную смертельную дозу антибиотиков.

Представим человека, у которого заболело горло. Он принял антибиотик. Горло прошло через день, зачем травиться? Бросил. Что случилось? Колесико провернулось на одно деление. Следующий человек, который заразился этой же бактерией, принимал антибиотик уже два дня, следующему пришлось принимать уже недельный курс — и т. д.

На фермах патогены встречаются с почвенными бактериями. Химическая война в почве происходила всегда, но раньше патогены никогда не встречались с антибиотиками, у них не было этого фактора отбора. Теперь же в результате горизонтального переноса генов, когда один вид бактерий может получить ДНК другого, получился биореактор — ровно те условия, которые нужны, чтобы вырастить лекарственно-устойчивый штамм. В результате растет доля заболеваний, вызванных такими бактериями.

У этого явления есть и экономическое следствие: разработка антибиотиков становится невыгодной. Затраты на их разработку колоссальные, а время жизни антибиотиков, когда они действительно работают и когда их покупают, не очень большое. В результате количество новых антибиотиков, введенных в клиническую практику, уменьшается год от года. В 1990 году фармкомпаний, которые занимались антибиотиками, было 18, в 2011 году их было уже только четыре.

Рак как эволюционный процесс

Рак на самом деле тоже эволюционная болезнь. Каждая опухоль неоднородна, разные клоны раковых клеток соревнуются за ресурс, которым является организм человека, заболевшего раком. В разных клонах происходят разные мутации, и быстрее всего делящийся клон становится большинством в опухоли. Это описывается классическими эволюционными построениями. Можно сравнить картинку из обзора 1965 года (просто про отбор) и изображение из обзора 2006 года (про отбор в раке). Прошло 40 лет, но, кроме цвета, они ничем не отличаются.

Современные методы позволяют брать образцы из разных участков опухоли, определять последовательность генома клеток и смотреть, какие мутации произошли. На получающемся эволюционном дереве становится видно, как постепенно опухоль набирает мутации, делающие ее все более и более злокачественной. Несколько лет назад редакционная статья в Science, одном из самых гламурных научных журналов, была посвящена тому, что врачей надо учить эволюционной теории, потому что без этого понимания лечить многие болезни уже не получается.

Даже жизнь лимфоцитов в нашей иммунной системе, процесс возникновения иммунитета происходит в той же эволюционной парадигме. Фактор отбора — это качество узнавания антигена: когда мы чем-то заболели или вакцинировались, быстрее делятся лимфоциты, которые лучше узнают антиген, и у нас появляется иммунитет к данному возбудителю.

Эволюция вирусов

Вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) мы заразились от обезьян, причем несколько раз: вирусом первого типа (основным, который вызвал эпидемию синдрома приобретенного иммунодефицита — СПИД) — от шимпанзе, а вирусом второго типа — от макак. Так выглядит эволюционное дерево разных штаммов ВИЧ, взятых от обезьян и людей:

Длина веточки — это количество мутаций, произошедших в вирусе за это время, прошедшее с момента появления ВИЧ. Образец, который взят раньше, еще не накопил всех мутаций, которые могли бы случиться. Если один образец взят 15 лет назад, а другой сейчас, то по сравнению с предком у современного образца замен будет больше. Существует общий предок всех этих вирусов, и по количеству замен мы можем понять, сколько времени прошло от каждого современного образца до этого общего предка. Если по одной оси отложить расстояние по эволюционному дереву, а по другой — дату, когда взят образец, то мы увидим линейную зависимость. Если экстраполировать ее назад, в точку, где количество замен равно нулю, то мы узнаем, когда жил общий предок всех этих вирусов. Так ученые выяснили дату, когда началась современная эпидемия СПИДа, — 1930-е годы.

До сих пор речь шла о случайных изменениях в вирусе. Но ведь у него бывают и полезные замены: вирусу необходимо менять свои поверхностные белки, потому что он борется с иммунной системой, научившейся распознавать его предыдущую версию. Есть методы, позволяющие идентифицировать места в белке, которые эволюционируют быстрее, чем если бы это было случайно. Идея в том, что если мы хотим сделать вакцину от ВИЧ, то она должна быть разработана против такого места в вирусе, которое он не сможет легко и быстро поменять.

Эволюция человека

У одного чудесного белка — дофаминового рецептора — есть, грубо говоря, две формы — так называемая длинная и так называемая короткая. Длинный вариант часто бывает у людей, показывающих высокие значения по тесту на novelty seeking (поиски нового).

Короткий вариант часто встречается у людей в Китае, а длинный — в Америке и в Австралии у белого населения. Причины ясны. Кто едет на новый континент? В Америку отправлялись за теми самыми поисками нового, а в Австралию просто ссылали каторжников (ясно, что поведение, связанное с поисками нового, часто приводит людей на каторгу).

Гены все время эволюционируют. Сейчас уже накопилось достаточно данных, чтобы проследить за человеческой эволюцией последнего времени. Ученые посмотрели, как действовал отбор в течение последних двух тысяч лет на Британских островах, и оказалось, что очень адаптивно быть высоким голубоглазым блондином или блондинкой.

Сегодня развиваются медицина и социальная структура общества, и отбор происходит совсем не так, как когда племена охотников жили в лесу. Это влияет на эволюцию: увеличивается генетический груз, то есть доля вредных и слабовредных мутаций в популяции. Ухудшаются стартовые возможности — и физические, и когнитивные. Тем не менее с развитием медицины и педагогики и на таком субстрате потенциально мы можем добиваться лучших результатов. Что с этим делать — отдельный вопрос.

Литература

Kerr B, Riley MA, Bohannan BJ. Nature 2002

Kirkup BC, Riley MA, Nature 2004

Michael Baym, Tami Lieberman, Eric Kelsic, Remy Chait, Rotem Gross, Idan Yelin, Roy Kishony. The Evolution of Bacteria on a “Mega-Plate” Petri Dish. Harvard Medical School, 2016

Randolph M. Nesse, Stephen C. Stearns, Gilbert S. Omenn. Medicine Needs Evolution. Science 24 Feb 2006: Vol. 311, Issue 5764, pp. 1071

Field Y, Boyle EA, Telis N, Gao Z. Detection of human adaptation during the past 2000 years. Science. 2016 Nov 11;354(6313):760-764.

Мы публикуем сокращенные записи лекций, вебинаров, подкастов — то есть устных выступлений.
Мнение спикера может не совпадать с мнением редакции.
Мы запрашиваем ссылки на первоисточники, но их предоставление остается на усмотрение спикера.

Строим дом для бактерий

Знаете ли вы, сколько бактерий обитает на ваших ладонях? А на крышке телефона? А на каком-нибудь предмете, которым вы пользуетесь каждый день и, как вам кажется, содержите в чистоте? Нет? Хотите посмотреть? Предлагаем доступный способ увидеть мир, обитающий на кончиках пальцев.

• жирное мясо (50 г);
• вода (0,5 л);
• пакетик агара (это вещество выделяется из красных и бурых водорослей, продаётся в некоторых продуктовых магазинах в виде порошка).

Это такая стеклянная или пластиковая лабораторная посуда, состоящая из двух плоских чашек, которые входят друг в друга. Такое строение служит для защиты от внешних загрязнений или газов, выделяемых самими колониями бактерий. Чашки Петри продаются в большинстве аптек, стоят дёшево.

Строим дом

1. Подготовьте среду для роста и размножения будущих бактерий: сварите мясной бульон. Лучше поварить мясо подольше, чтобы получилось наваристее.

2. Добавьте в сваренный бульон агар из расчёта 1/2 чайной ложки (1,2 г) на каждые 1/4 стакана (60 мл жидкости). Это количество подходит для одной чашки Петри.

3. Разогрейте вашу свесь в микроволновке, доведите до кипения, и дождитесь, пока весь порошок агара не растворится. После этого остудите.

4. Возьмите чашки Петри. Обратите внимание: они должны быть стерильными внутри! Если не уверены, окуните в кипяток, только аккуратнее, чтоб не ошпариться. Чтобы не занести бактерии из воздуха, лучше проделывать все операции возле горящей газовой горелки.

5. Залейте питательную смесь в нижнюю половинку тонким слоем, лишь слегка покрывающим дно, и как можно быстрее закройте ёмкость верхней чашкой. Дайте остыть.

6. Поставьте закрытые чашки Петри в холодильник. Лучше, чтобы нижняя половинка оказалась сверху. Это нужно, чтобы предотвратить разрушение среды каплями конденсата. Дождитесь, пока среда станет похожей на твёрдое желе. Готовые чашки Петри могут храниться в холодильнике около двух месяцев.

Новоселье

1. Достаньте чашки Петри из холодильника и разогрейте их до комнатной температуры. Теперь можно приступать к заселению! Тут есть множество вариантов — всё зависит от вашей фантазии. Мы решили посмотреть, какие бактерии живут на кончиках пальцев.

2. Прикоснитесь к желе поочерёдно пятью пальцами в разных местах. Делать это надо аккуратно, не повреждая поверхность. Накройте ёмкость со следами пальцев верхней чашкой (это надо делать очень быстро) и запечатайте, например, клейкой лентой. На нижней поверхности чашки маркером обведите отпечатки пальцев и подпишите.

5. Попробуйте идентифицировать микроорганизмы, колонии которых вырослив чашках. Для этого у микробиологов есть множество способов типа выделения чистой культуры, окраски по Граму, биохимических проб. Мы сможем использовать лишь некоторые — определить цвет и форму колонии.

Знакомство

• после поездки в общественном транспорте;
• после долгой работы за компьютером;
• после того как руки помыты с мылом / без мыла;
• после возвращения с работы / из школы / из университета;
• после рукопожатий с соседями справа, слева и снизу, а также поездки в лифте с хозяином трёх американских бульдогов.

Для сравнения оставьте в одной из чашек отпечатки максимально чистых рук (помыть антибактериальным мылом, протереть дезинфицирующим раствором).

На ваших пальцах обитают самые разные виды микроорганизмов, и определить, что в каком месте выросло, очень сложно. Можно лишь делать предположения, например:

• разные виды стафилококков могут образовывать красящие вещества (пигменты) золотистого, белого и лимонно-жёлтого цветов;
• колонии Serratia marcescens имеют красный цвет;
• розовый микрококк — розовый;
• Pseudomonas aeruginosa — синий;
• хромобактер фиолетовый — фиолетовый;
• микобактерии туберкулёза — жёлтый или ярко-оранжевый;
• некоторые виды плесени (на всякий случай напоминаем, что плесень — это разновидность грибов, а не бактерий) образуют чёрные мохнатые колонии.

Разумеется, точно определить микробов можно только в лаборатории.

Выселение

Рано или поздно колония полностью удовлетворит ваше любопытство и по закону роста микроорганизмов начнёт погибать. А это значит, что пришла пора от неё избавиться — жёстко и беспощадно, чтобы освободить дом для новых жильцов. Ну, или решить, что быть микробиологом не ваше призвание, и избавиться от чашек Петри. На самом деле колонии, выросшие по мановению вашей руки, вряд ли опасны, однако это не освобождает вас от обязанности похоронить их по всем правилам микробиологии со всеми ритуалами и почестями.

1. Обеспечьте себя защитой: наденьте фартук, маску и резиновые перчатки.

2. Залейте чашки Петри небольшим количеством хлорного раствора и оставьте на несколько минут.

3. Вылейте содержимое, ополосните чашки, положите их в пакеты, а после — в мусорное ведро.

Предупреждение: если вы захотите самостоятельно продолжить эксперименты по выращиванию микробов, не используйте какие-либо биологические жидкости (например, слюну), иначе можно вырастить колонии, опасные для здоровья. Соблюдайте меры предосторожности и будьте аккуратны!

МОСКВА, 7 июн — РИА Новости, Альфия Еникеева. Банковские карточки не только удобнее, но и безопаснее бумажных денег и монет. Микробов и патогенных бактерий, обитающих на одной банкноте, вполне хватит на небольшую эпидемию. Кто живет на купюрах, можно ли от них заразиться и как отмывают грязные деньги — в материале РИА Новости.

Чьи купюры заразнее

Американские однодолларовые купюры еще более грязные и "живые". Как установила группа ученых из Университета Нью-Йорка (США), на этих банкнотах обитает почти четыреста видов опасных микроорганизмов. Больше всего — бактерий, от которых возникают акне, угревая сыпь и другие воспаления кожи (Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis), микроорганизмов, ассоциированных с вагинальным трактом (Corynebacterium aurimucosum), микробов из полости рта (Micrococcus luteus, Streptococcus oralis) и болезнетворных вирусов.

Но самые густонаселенные — бразильские реалы: на них нашли более трех тысяч микробных родов.

Кроме бактерий на деньгах живут споры грибов и возбудители практически всех гельминтозных заболеваний (проще говоря, глисты). Иногда встречаются фрагменты ДНК домашних животных и частицы наркотиков. По данным американских токсикологов, почти на 80 процентах однодолларовых купюр есть следы кокаина, попадаются также опиаты и амфетамины.

Самые опасные

Все эти бактерии Всемирная организация здравоохранения считает критически и сильно опасными для человека, так как отдельные штаммы показывают высокую резистентность к антибиотикам. Кстати, на некоторых американских и канадских банкнотах ученые уже обнаружили разновидность стафилококка MRSA, с которой не справляются даже антибиотики последнего резерва.

Храните ваши денежки

Болезнетворные микробы живут на купюрах довольно долго — от одного до двух месяцев. В бумажных деньгах много целлюлозы, а это для бактерий очень питательная среда. На пластиковых купюрах (например, австралийских долларах) и металлических монетах микроорганизмов в разы меньше, и жизнь их коротка — полторы-две недели.

Интересно, что у бактерий есть свои предпочтения в монетах. Так, кишечные палочки и сальмонеллы особенно часто встречаются на американских центах, в которых много меди. Они живут там до 11 дней.

Безопаснее всего монеты с добавками серебра и золота — благородные металлы сильно ограничивают возможности роста и размножения микробов. Уже через неделю после того, как такая монета выходит из обращения, микроорганизмов на ней не остается.

Отмыть и обезвредить

В некоторых странах деньги обеззараживают озоном и ультрафиолетом. В Японии специальное устройство в банкоматах перед выдачей нагревает купюры до двухсот градусов. Этого достаточно, чтобы избавиться от бактерий, грибков и плесени.

А вот евро можно брать в руки безо всяких опасений: на них практически не бывает микробов, поскольку купюры защищены особыми антибактериальными растворами. В России самая чистая — памятная сторублевка, выпущенная к нынешнему чемпионату мира по футболу. Она сделана из полимерных материалов, препятствующих размножению патогенов.

Когда последняя из вакцин провалилась, было принято консенсусное решение в научном сообществе, что мы недостаточно знаем фундаментальные механизмы ВИЧ-инфекции, и это является самым главным: чтобы бороться с инфекцией, нужно для начала понять фундаментальный механизм инфекции и на основе этого разработать превентивные меры. Поэтому мои коллеги и я занимаемся именно фундаментальными проблемами ВИЧ-инфекции. Почему этот вирус так успешен с его точки зрения? Почему, справившись со многими другими вирусами, этот вирус остается пока непобедимым?

Основная причина в выборе очень удачной с точки зрения вируса, конечно, стратегии. Во-первых, в отличие от других вирусов, он заражает именно те клетки, которые призваны бороться с инфекцией. Во-вторых, он выбрал удачный половой путь размножения — это преимущественный способ размножения вируса. Важно, что он заражает не просто иммунные клетки, которые призваны с ним бороться, но и клетки активированные. То есть когда другой вирус заражает организм, то клетки иммунной системы активируются и уничтожают вирус или клетки, зараженные вирусом. Однако ВИЧ атакует активированные клетки, то есть именно те, которые призваны его уничтожать, — в этом его преимущество.

Долгое время казалось, что болезнь течет следующим образом: вирус заражает человека, есть некие легкие симптомы, а потом он исчезает, и происходит многомесячная, иногда даже многолетняя латентная фаза. Но потом оказалось, что это не так. Понятие латентной фазы появилось потому, что основывались на анализе крови заболевших пациентов. Оказалось, что во время этой фазы вирус действительно из крови исчезает, но он продолжает размножаться и разрушать лимфоидную ткань, лимфатические узлы, которые являются центрами возникновения иммунного ответа на инфекцию.

Когда это выяснилось, стало понятно, что необходимо изучать, как эти вирусы размножаются не просто в суспензии в лаборатории или в крови у больного, а именно в ткани. Поэтому группа, которой я руковожу, мои коллеги и я создали такую лабораторную систему, которая позволяет изучать в контролируемых условиях размножение и патогенез этого вируса в лимфатических тканях. По разным и техническим, и этическим соображениям практически невозможно изучать, как размножается вирус в ткани больного человека. Анализ крови можно взять без всяких последствий, но в ткань проникнуть трудно и во многих случаях невозможно.

Из истории медицины следует, что механизмы большинства болезней человека стали понятны, когда были созданы либо животные, либо другие лабораторные модели для их изучения, потому что для науки нужно контролировать все условия для изучения любого процесса. В человеке это, конечно, невозможно. Животной модели ВИЧ-инфекции практически нет, хотя есть похожий вирус, который заражает обезьян, но, в отличие от многих других вирусов, ВИЧ заражает человека, и только человека.

Мы создали такую систему, которая состоит из кусочков лимфатической ткани. Для ее создания можно брать оперативный материал, например, после тонзиллэктомии или аденэктомии, когда вырезают гланды или аденоиды. В основном вырезают гланды у детей по показаниям частых простуд. Мы берем эти кусочки, знаем, как их культивировать в лабораторных условиях в течение двух-трех недель, искусственно заражаем их ВИЧ и смотрим, как происходит патогенез. На этом пути мы получили довольно интересные данные.

Также эта система используется для тестирования различных противовирусных препаратов, потому что исследования заражения ВИЧ очень дороги. Любые клинические испытания требуют многолетней подготовки, поскольку лекарство проходит разные стадии испытания, прежде чем будет введено даже здоровым добровольцам для проверки токсичности. Наша система позволяет без всяких проблем, связанных с этикой, с разрешениями, посмотреть в доклинических испытаниях, как это лекарство действует на вирус.

Кроме того, такая система очень полезна и дает много информации о заражении вирусом, трансмиссии, как говорят специалисты, то есть как вирус передается от зараженного человека к здоровому, например от мужчины к женщине. У нас есть система, которая позволяет культивировать, например, шейку матки, где происходит заражение при передаче вируса от мужчины к женщине половым путем.

Мы получили много интересных результатов, в частности, о процессе заражения вирусом. ВИЧ заражает активированные иммунные клетки, некоторые из них переходят в это состояние при заражении вирусом, но могут активироваться и заражением другим вирусом. Именно поэтому другие патогены, даже не столь страшные, как ВИЧ, например герпес-вирусы для здорового человека, не представляющие опасности, активируют клетки иммунной системы, тем самым создавая новые мишени для ВИЧ-инфекции.

Все новости

Что такое вирусы и как с ними бороться: разбираемся в теме с микробиологом

Вирусы слишком малы, чтобы их можно было разглядеть под обычным микроскопом. Поэтому их исследуют под электронным микроскопом

Фото: Тимофей Калмаков

Каждый год пермяки и жители других городов уходят на больничный из-за вирусных инфекций. Сейчас идет весенняя волна ОРВИ. Мы собрали самые интересные факты о вирусах, в этом нам помогла доцент кафедры микробиологии и вирусологии Пермского государственного медицинского университета имени Вагнера, кандидат медицинских наук и автор более 50 научных работ о вирусах Светлана Поспелова.

Вирусы — что же это такое?

Вирус — это микроорганизм, являющийся захватчиком клеток всего живого. Термин возник от латинского слова virus, обозначающего яд. Вирус не является клеткой, а представляет собой молекулу ДНК или РНК (рибонуклеиновой кислоты), упакованную в белковую оболочку — капсид.

— Размер вирусов составляет меньше одной сотой части средней бактерии, поэтому их сложно исследовать, — говорит Светлана Поспелова. — Наука, которая занимается изучением вирусов, называется вирусологией. Число подробно изученных вирусов доходит до пяти тысяч, однако считается, что их реальное количество превышает миллион.

Светлана Поспелова — автор более 50 работ о вирусах

Фото: Тимофей Калмаков

Живут за счёт других. Настоящие паразиты!

Вирусы живут, как настоящие паразиты — не способны размножаться сами по себе, поскольку не имеют клеточного строения. Они проникают в клетку живого организма или бактерию и заставляют органоиды (рибосомы) клетки синтезировать вирусные белки, из которых потом собираются множественные копии вируса. При выходе вирусов из клетки чаще всего происходит её гибель. Новые вирусы с большой скоростью захватывают другие клетки. Так вирус заставляет организм работать на себя. Так, собственно, и прогрессирует инфекция.

Вирус либо разрушает клетку хозяина, либо провоцируют ответ иммунной системы, который проявляется такими симптомами, как чувство усталости, повышение температуры и даже тяжелое повреждение тканей.

— В первые же сутки заболевания вирус поражает организм, — говорит вирусолог. — Может ограничиться слизистыми оболочками, а может попасть в кровоток. И это уже гораздо серьезней. Течение и исход заболевания во многом зависит от качества и скорости ответа на инфекцию иммунной системы.

На кафедре микробиологии и вирусологии много наглядных схем и рисунков, посвященных вирусам и заражению ими

Фото: Тимофей Калмаков

Вирусы и бактерии — не одно и тоже!

Бывает, заболев ОРВИ или гриппом, люди спешат в аптеку за антибиотиком, не отдавая себе отчета в том, что вирусное заболевание им вылечить невозможно. Ведь антибиотик — лекарство, направленное на подавление болезнетворных бактерий, но никак не вирусов. От последних могут помочь только противовирусные препараты.

Размеры бактерий и вирусов различны, по отношению друг к другу это макро- и микроорганизмы, что сравнимо с размерами Солнца и Земли. Вирусы в сотни раз мельче бактерий.

В чашке Петри микробиологи выращивают бактерии и изучают их рост и изменения

Фото: Тимофей Калмаков

Иммунитет — это настоящая армия, которая стоит на защите организма

Иммунная система, как и многие другие физиологические системы, состоит из молекул, клеток, тканей и органов. Главный орган иммунной системы — это вилочковая железа, или тимус — орган, который находится за грудиной и производит особые клетки, самые главные клетки иммунной системы.

— По сути это клетки-регуляторы и клетки-солдаты, и эта армия стоит на защите нашего организма. Но к встрече с вирусом ее нужно готовить. На формирование иммунитета уходит от двух недель до трёх месяцев после прививки. Поэтому ее лучше делать не накануне, а до предположительного времени эпидемии.

Клетки вакцинированного человека подготовлены и научены бороться с вирусом в отличие от клеток невакцинированного. Они выделяют антитела, которые блокируют вирус. Профилированная клетка знает, какие частички нужно выработать, чтобы заблокировать конкретный вирус. Поэтому организм нужно готовить к возможной встрече с вирусом — иммунизировать вакциной, содержащей антигены.

Вирусы, кроме гриппа, вызывают многие болезни, в том числе герпес, корь и свинку. С большинством вирусов иммунная система справляется без каких-либо осложнений. Некоторые вирусы, например, герпес, могут долго оставаться в скрытом состоянии, проявляясь лишь временами. От других может защитить только вакцинация.

За дверь лаборатории посторонних не пускают

Фото: Тимофей Калмаков

Иммунитет и вегетарианцы

Антитела — это белковые соединения плазмы крови, препятствующие размножению микроорганизмов и нейтрализующие выделяемые ими токсические вещества. Отсутствие белка в меню веганов, впрочем, как и вегетарианцев, вызывает опасения у учёных.

— Эти белки нужно из чего-то синтезировать. А что делать, если организм человека кроме листа салата ничего не получил? Для взрослых такое питание вполне допустимо. Однако многие вегетарианцы принимают это решение — не есть мясо — за своих детей, но для развития детям нужны белки. Они же растут, им нужно синтезировать свои белки, а из чего, если не хватает аминокислот? И, конечно, страдает иммунная система, потому что защищающие от инфекции антитела — это тоже белки.

Стерильная химическая посуда необходима для опытов в лаборатории микробиологии и вирусов

Фото: Тимофей Калмаков

Такой смертельный грипп

Что делают люди, когда начинают болеть? Правильно, бегут в аптеку за противовирусным препаратом.

— Этот способ защиты может помочь лишь в первые три дня и становится потом практически бесполезным. К этому времени клетки человека начинают вырабатывать белок интерферон, который синтезируется нашими клетками и способен защитить от гриппа и других вирусов. Первые три дня заболевания решающие — либо мы успеем заблокировать вирус, либо не успеем.

В первые же сутки заболевания вирус поражает организм. Может проявляться в виде кашля, насморка, недомогания и повышенной температуры

Фото: Сергей Федосеев

Нужно просто обратиться в регистратуру

Если детям прививки делают в массовом порядке в школах и детских садах, то взрослые даже и не вспоминают об этой необходимости. Но вовремя сделанная прививка может спасти жизнь.

— Любой человек может прийти в поликлинику и обратиться в регистратуру, сказав, что хочет вакцинироваться. Вакцина поступает в августе — сентябре. И это самое оптимальное время, когда лучше всего делать прививку. Каждый год грипп меняется, но мы отслеживаем изменившиеся варианты и можем их прогнозировать.

Лучше заранее позаботиться о здоровье и провакцинироваться от вирусов

Фото: Тимофей Калмаков

Не переохлаждаться и не пить спиртное!

Многие и не знают, что после вакцинации очень важно не пренебрегать правилами. Чаще всего врач проговаривает рекомендации скороговоркой и пациенты их не слышат. Несоблюдение правил может вызвать побочные эффекты и даже серьезные осложнения.

— Вакцину можно делать только здоровому, не простуженному человеку.

Бывает, что в садах и школах детей вакцинируют друг за другом, и среди них попадаются те, кто начал болеть, но это неочевидно.

Иммунной системе может не хватить сил, чтобы бороться и с начинающими болезнями, и с антигенами введенной вакцины, любая лишняя нагрузка — помеха в формировании иммунитета.

После прививки в течение трех дней нужно снизить нагрузку на организм взрослого человека, а тем более ребенка. Постарайтесь отменить сложную тренировку, начало ремонта или генеральную уборку, чтобы не переутомляться. Взрослым необходимо воздержаться от выпивки, потому что алкоголь на фоне вакцинации может привести к аллергической реакции, так как аллергия возникает из-за гиперреакции некоторой звеньев той же иммунной системы.

Прививки нужно планировать. Не нужно ходить в эти дни в баню и сауну. Визиты к стоматологу тоже лучше отменить, или прививку перенести на другое время. Особенно если предстоит удаление зуба и местный наркоз.

Также не стоит делать прививку перед экзаменом. Помимо отдыха, в эти дни нужно хорошее белковое питание.

— Люди, которые пренебрегли правилами, жалуются, что потом появляются осложнения, но нужно понять элементарное — после введения вакцины организм борется с инфекцией и ослаблен.

Это не бабушкина кладовая, а рабочий стол лаборанта-микробиолога

Фото: Тимофей Калмаков

Превратили обезьяну в человека

Геном людей состоит из огромного количества генов. Когда его стали расшифровывать, поняли что есть структурные гены, которые кодируют строение наших белков, ферментов, а есть такие генетические фрагменты, назначение которых было непонятным. Современные технологии позволили вычислить, что это древние вирусы, которые встроились в геном когда-то и остались там. Зарубежные авторы считают, что это способствовало превращению обезьяны в человека. Это одна из теорий.

— Вирусы могут заставить делать организм то, что ему не свойственно. Например, больные животные уходят умирать в темный угол жилья. Но, пораженные вирусом бешенства, они начинает кусать человека, а волки даже приходят на улицы города. Вирус становится хозяином всего макроорганизма. А нам все кажется, что они такие простые — всего-то кусочки ДНК или РНК.

Подписывайся на наш канал в Telegram и читай главные новости Перми раньше всех. Есть новость — присылай фото и видео на почту Написать письмо или пиши нам в VK .