От древността до наши дни светът неведнъж е преживявал страховити пандемии
Ето някои от тях. По времето на римският император Марк Аврелий легионите на империята пренасят от Месопотамия в Рим не само ценни трофеи, но и едрата шарка, която предизвиква пандемия, бушуваща от 164 до 180 година. Тя се разпространява в Европа, Азия и Северна Африка, отнемайки живота на около 10 милиона души. Едрата шарка (вариолата), пренесена от испанските конкистадори, убива около 70% от коренното население на Американския континент. По официални данни на Световната здравна организация (СЗО) само през XX век едрата шарка е убила над 300 милиона души.
В средата на XIV век Европа е връхлетяна от чумата – черната смърт, която убива 60% от населението на континента – т.е. над 50 милиона души. Тази най-унищожителна пандемия в историята на света вилнее седем години и отнема живота на почти половината от населението на планетата. От 1817 до 1923 година светът преживява цели седем вълни на епидемията от холера, които отнасят над два милиона души. Т.нар. испански грип, вилнял през 1918 година, е най-смъртоносната пандемия през миналия век. Заразяват се около 500 милиона души (около 1/3 от населението на земята), като 5% от тях умират. Т.нар. азиатски грип върлува от 1956 до 1958 година и отнема живота на около 3 милиона души.
Синдромът на придобитата имунна недостатъчност (СПИН) се появява в края на XIX и началото на XX и бързо придобива пандемичен характер. От началото на тази пандемия са починали около 35 милиона души. В наши дни в света от СПИН боледуват над 43 200 000, а починалите само през настоящата година са 1 500 000.През последните два века жълтата гостенка – туберкулозата, е отнела живота на над един милиард души!
Само пет години преди началото на пандемията, причинена от ковид-19, светът е изправен пред угрозата от разпространението на ужасяващата и смъртоносна хеморагична треска Ебола, която в огнището на разпространението й в Африканския континент само за година отнема 6000 живота, а заразените са над 18 000. Според данни на СЗО смъртността от Ебола достига до 70%.
Съгласно последни сведения, публикувани в авторитетното списание Science от учени от Швеция и Южна Африка, Хомо сапиенс (разумният човек) се появява на земята преди около 300 000 години. Нищожно време в сравнение с общата история на живота на земята, стартирала преди около четири милиарда години с появата на фотосинтезиращите цианобактерии. Без съмнение,
човекът определено има самочувствието на безспорен господар на планетата, доминиращ безапелационно над всички останали форми на живот. Но дали това наистина е така?
По категоричен начин науката установи, че описаните ужасяващи пандемии, отнесли живота на милиарди хора на планетата, се причиняват от микроскопични, невидими от човешкото око микроорганизми – бактерии и вируси. Човекът успя да зърне бактериите едва в края на XVII век с помощта на създадения от нидерландеца Антони ван Левенкук оптичен микроскоп. А вирусите бяха видени едва 250 години по-късно – посредством създадения през 1931 година от германските инженери Ернст Руска и Макс Кнол електронен микроскоп. Техните размери, вариращи от 15 до 350 nm (1 nm=0,000 000 001 m), се оказват многократно по-малки от тези на бактериите.
Вирусите причиняват заболявания като едра и дребна шарка, полиомиелит (детски паралич), грип, херпес, хепатит В, хепатит С, Ебола, СПИН, ковид-19 и т.н. За вирусите се заговори в края на XIX век, но значителен напредък в тяхното изучаване беше постигнат едва през втората половина на XX век.
Първият открит вирус е този, причиняващ болестта тютюнева мозайка
унищожаваща тютюневите насаждения и нанасяща огромни загуби. Откритието е свързано с името на руския физиолог и микробиолог Дмитрий Ивановский. През 1892 година той доказва, че заболяването се провокира от агент, който преминава през финия порцеланов филтър на Чембърланд, използван за задържане на бактериите. Ивановский допуска, че се касае или за свръхминиатюрна бактерия, или за някакъв токсин, отделян от тях. За обозначаване на този агент ученият използва термина филтриращ се вирус. Въпросното название „вирус” (на латински virus – отрова) е въведено в употреба още през далечната 1728 година във връзка с причинителя на инфекциозно венерично заболяване. През 1898 година нидерландският микробиолог Мартинус Бейеринк доказва, че този филтриращ се вирус прониква в клетките на тютюневото растение и се самопроизвежда в тях. През 1935 година американският биохимик Уендел Мередит Стенли доказва, че филтриращияг вирус всъщност представлява агрегат от протеини и нуклеинова киселина. Първото изображение на вируса на тютюневата мозайка е получено през 1939 година с помощта на изобретения неотдавна електронен микроскоп. С това откритие е поставено началото на едно ново и изключително важно направление в микробиологията – вирусологията.
По понятни причини интересът към изследването на вирусите в научния свят е огромен. За кратко време е натрупана обширна информация, която хвърля обилна светлина върху техния строеж, свойства и действие. През втората половина на XX век са открити и изследвани над 2000 вируса, инфектиращи животни, растения и бактерии. Към настоящия момент са известни около 5000 вида, но само 129 от тях са патогенни за човешкия организъм.
Учените дълго спорят за това живи или неживи организми са вирусите?
От една страна, при вирусите липсват важни характеристики на живите организми като обмяна на веществата, система за добив на енергия и т.н. Те не могат да съществуват и се размножават извън клетките на живата материя, извън клетката хазяин, чийто ресурс използват. От друга страна, те имат черти и на живите организми – наследственост, изменчивост и еволюция. Т.е. вирусите стоят „на края на живота” – на границата между живата и неживата материя.
Оказва се, че някои вируси са просто устроени – съставени са от нуклеинова киселина (РНК или ДНК), и протеинова обвивка – капсид. Към простите вируси се отнасят бактериофагите, паразитиращи в бактерии. С помощта на специални приспособления – т.нар. въси, те се прикрепват към бактерията и чрез контракция на опашката си инжектират в нея своята нуклеинова киселина – ДНК. Последната се вгражда в ДНК на клетката хазяин и принуждава последната да продуцира свои подобия - бактериофаги, които заразяват другите клетки. Любопитно е, че напоследък се оформя интересно и обещаващо направление в медицината, в което бактериофагите се използват с... лечебна цел. Ако, например, с бактериофаг се зарази стрептококова бактерия, която е в жестока конкуренция за жизнено пространство със златния стафилокок, намиращия се в нея вирус инициира синтеза на субстанции, които унищожават конкурентния стафилокок. Разбира се, с единствената цел – предотвратяване на гибелта на своя хазяин, т.е. и на своята гибел. В сложните, или супервирусите, освен с капсид, те разполагат и с друга, допълнителна обвивка, съставена от въглехидрати, протеини и липиди.
Всъщност последната е част от клетъчната обвивка на клетката хазяин, която те „намятат” при напускането на последната.
След откриването на вирусите и тяхната роля в ужасяващите пандемии, сполетели земята, в полезрението на учените останаха единствено тези от тях, които са способни да донесат само злини на човечеството.
В наши дни в очите на почти всеки човек на планетата
понятието вирус се отъждествява с нещо лошо, опасно, страшно, което трябва безмилостно да се унищожава. А дали това наистина е така?
Според д-р Тони Голдберг – епидемиолог от университета „Уисконсин” в Медисън (САЩ), ако вирусите внезапно изчезнат на земята, светът ще стане по-добър, но само за ден-два, след които всички просто ще загинем. Защото добрите неща, които правят вирусите, са много повече от лошите. Според Сусана Шаритон – вирусолог от Националния автономен университет на Мексико, с изчезването на вирусите изчезваме и ние.
Благодарение на незначителния брой учени ентусиасти, дръзнали да изучават възможните полезни свойства на вирусите, вече разполагаме със значително по-достоверна, по-автентична информация за същинската роля на вирусите на нашата планета. Оказва се, че между тях има и добри, и полезни, и те са много повече от опасните. Макар че информацията, с която учените разполагат относно глобалната роля на вирусите на земята, все още е твърде оскъдна, тя все пак позволява по категоричен начин да се заключи, че без вирусите нашата планета, такава, каквато я виждаме и познаваме, просто ще престане да съществува. Дори и да си поставим за цел да унищожим вирусите на земята, това просто е невъзможно. Вирусите са част от планетата ни, те имат своя цел, свои задачи, в тяхната поява има определен смисъл, определена промисъл. Промисъл, която се опитваме да разгадаем.
За съжаление, вирусите не оставят нито фосили, нито други артефакти, от които може да се получи някаква информация, ето защо
отговорът на въпросите кога, как и защо те са се появили на нашата планета остава открит
Предполага се, че са се появили непосредствено след зараждането на живите клетки. Та нали те могат единствено да паразитират, използвайки за собствени цели ресурса на живите клетки? По всичко личи, че вирусите представляват една странична пътечка в еволюцията на живите организми, чиято цел е твърде неясна. Изказва се предположение, че една от задачите е пренасяне на генетична информация, способствайки за разпространението на генетичното разнообразие, генотиповете. Неотдавнашни изследвания на учени от Изследователския център Фокс Чейс (САЩ) показаха, че в човешкия геном, както и в генома на редица гръбначни животни, са вградени 80 вирусни фрагмента, попаднали в ДНК-веригата преди около 40 милиона години. Според изследователите тези вирусни фрагменти са се запазили в генома в продължение на милиони години, тъй като са дали еволюционни и адаптационни преимущества на съответния индивид. Вече не е тайна, че много последователности в човешкия геном в миналото са принадлежали на вируси, които са дошли на гости на нашите далечни предци и просто са „забравили” да си отидат.
Какво знаем за полезните вируси?
На първо място това са вече споменатите бактериофаги. Тяхното название включва гръцката дума φ?γω – изяждам. В света на бактериите това са най-големите и най-опасни за тях хищници. В 1 чаена лъжичка морска вода се съдържат около един милион вируса, в основната си част – бактериофаги. Последните са главният регулатор за популацията на бактериите в океаните и моретата, но най-вероятно и в останалите екосистеми на планетата. Ако вирусите по някаква причина внезапно изчезнат, това би довело до нарушаване на крехкото равновесие на цялата екосистема - някои от бактериите биха увеличили взривообразно популацията си за сметка на други, които биха изчезнали. Т.е. в тази изключително важна екосистема би настъпил невероятен и напълно непредвидим хаос. В океаните около 90% от всичко живо представлява микроорганизми. Всеки ден бактериофагите убиват около 20% от тази биомаса. Освободените органични молекули от бактериалните клетки осигуряват хранителни вещества за нови бактериални клетки, водорасли, както и за планктона. По последни изследвания фитопланктонът осигурява на планетата 50% от кислорода, поглъщайки ежедневно над осем милиона тона въглероден диоксид! По този начин вирусите участват активно в кръговрата на един от най-важните елементи в природата – въглерода, който влиза в състава на всички органични молекули на планетата. Без вирусите ние бихме загубили голяма част от биоразнообразието на нашата планета. Екосистемите ще бъдат похитени само от определени видове, които ще надделеят в свирепата битка за жизнено пространство. Всички останали ще загинат.
За определени организми вирусите са жизненоважни за тяхното съществуване, както и за получаване на конкурентно преимущество пред останалите видове. Съществува обосновано предположение, че вируси играят важна роля в живота на кравите и другите преживни животни, подпомагайки трансформацията на целулозата в захари, които се метаболизират, превръщайки се в крайна сметка в мляко и телесна маса. Нещо повече, съществуват доказателства, че вирусите играят немаловажна роля в поддържането на здравословното равновесие в микробиома - генетичния материал на микроорганизмите в човешкия организъм. Добре известно е, че обитаващите стомашно-чревния тракт микроорганизми оказват огромно влияние върху жизнената дейност, физическото и емоционално състояние на човека. Тези изследвания са още в зародиш, но в бъдеще се очакват изключително важни и интересни резултати в това направление.
Учените, изучаващи насекомите вредители, стигат до любопитния извод, че вирусите играят важна роля в регулирането на тяхната популация. Ако по някаква причина някой вид започва чувствително да увеличава числеността си, се активира определен вирус, който възстановява равновесието. Това явление, присъщо на екосистемите, получи многозначителното наименование „да убиеш победителя”. Дали връхлитащите планетата пандемии, в това число и тази на ковид-19, не са част от тази промисъл, на която вирусите безпрекословно се подчиняват? И тук стигаме до една важна научна сентенция: „Без смърт няма живот, защото животът е тясно свързан с рециркулацията на веществата в природата”.
Фиксацията на учените главно върху патогенните вируси в наши дни се подклажда както от ширещата се пандемия, предизвикана от вируса SARS-CoV-2, така и от тлеещите огнища на смъртоносни болести като Ебола, СПИН и т.н. Трескаво се търсят ефикасни средства са унищожаване на смъртоносните вируси. Антибиотиците сравнително успешно се справят с бактериалните инфекции. С тяхна помощ са спасени милиони човешки живота. За съжаление, те са безсилни пред вирусите, които не са живи същества. Тъй като за своето размножение вирусите използват метаболитните процеси на клетката хазяин, те трудно могат да бъдат унищожени, без да се нанесат непоправими щети на последната. Т.е. ако убием клетката, ще убием и вируса. На шега IT-специалист поставил на компютъра задача да препоръча начин за премахване на главоболието. Първата препоръка била...да се отреже главата.
От натрупания опит в борбата с вирусните инфекции следва, че най-ефикасни са ваксините, създаващи имунитет към причинителите на инфекцията, както и противовирусните препарати, препятстващи репликацията на вирусите. Например ваксината срещу жълтата треска, съдържаща отслабен щам на вируса, който я причинява, е най-ефикасната и безопасна ваксина, създадена до сега. Противовирусните препарати твърде често представляват аналози на нуклеозидите - съединения между азотниге бази (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил) и монозахарида рибоза или дезоксирибоза. Те се вграждат в генома на вируса в хода на неговата репликация, но с това размножителният цикъл на вируса се прекъсва, тъй като синтезираната ДНК е неактивна. Такъв препарат е например добре известният ацикловир, използван за лечение на херпес, както и ламивудинът, който е ефикасен за лечение на хепатит В и СПИН.
Няма съмнение, че човечеството и този път ще се справи с надвисналата пандемия. Още повече, че в наши дни научният, икономически и технологичен потенциал на света е значително по-висок в сравнение с предишните пандемии. И победители ще бъдат човешкият ум, интелект и разум.
Доц. д-р Димитър ПОПОВ
