Virus är bekant från de vanliga sjukdomar de orsakar: förkylningar och influensa, till exempel. Men vad är de, och hur de orsakar sjukdom?
Ett virus är en liten, infektiös partikel som består av ett yttre lager som kallas en kapsid som är lindade runt en sträng av DNA eller RNA. DNA och RNA är kedjor av genetiskt material som innehåller instruktioner för viruset att föröka sig. Vissa virus har också en lipid (fett)-membran som omger deras yttre skiktet. Vissa har enzymer, en typ av kemikalie som hjälper dem att föröka sig inne i en cell.
Ett virus kan vara tusentals gånger mindre än en bakterie, som är tillräckligt små för att passera genom de flesta filter gjorda för att fånga bakterier. Virus finns överallt i naturen, även i tuffa miljöer som öknar och polarhaven, och tusentals meter under jord. De gör också den största delen av organiskt material i havet. De infekterar växter, djur, bakterier och människor.
Forskarna beräknar att det finns miljontals olika typer av virus, de flesta ännu inte upptäckts. Hittills har varje typ av virus som har upptäckts har sin egen unika genetiska makeup. Detta innebär att virus kan utgöra den största reservoar av genetiskt material på jorden. Virus kan också skapa nya kombinationer av genetiskt material som de reproducerar. Det innebär att de skapar nya eller muterade versioner av sig själva.
Till skillnad från levande celler, kan virus inte på egen hand genomföra de biokemiska processer som behövs för att reproducera. De måste vara inuti en levande cell att fungera och producera fler virus. Men virus är mycket specifika om vilken typ av cell som de behöver.
Hur ett virus infekterar en cell
Vissa virus kan förbli utanför en cell under en lång tid. Andra kan överleva endast i vissa sjukdomar. Virusets kapsid skyddar viruset när det är utanför en cell. Vissa virus har capsids som är motståndskraftiga och tål olika miljösjukdomar. Andra är bräcklig. Den kapsid bestämmer också den väg med vilken viruset kommer in i en levande organism. Den identifierar även vilken typ av celler i kroppen som kommer att vara värd för viruset.
Virus infekterar vanligtvis endast en typ av cell. När ett virus finner den lämpliga cellen, det lägger sig till cellväggen. Viruset inträder därefter antingen cellen eller injicerar sitt genetiska material (och enzymer, om den bär dem) in i cellen. Väl inne i cellen, de virala DNA-eller RNA och virala enzymer använda värdcellen eget maskineri för att producera kopior av viruset. Dessa nyskapade kopior lämna sitt värdcellen genom exploderande ur det - att döda värdcellen - eller bryta igenom cellväggen i en process som kallas knoppning. De nya virus hitta sedan och infektera andra värdceller.
Virus kan stanna i kroppen område eller organ de först infektera, eller så kan de sprida sig. Virus som orsakar hepatit, till exempel, infekterar levern och förbli där. Den mässlingvirus och varicella-zoster-virus in genom luftvägarna och sprida sig till lymfkörtlar, hud och andra organ. Virusinfektioner kan skada kroppens vävnader på flera sätt. De kan störa den normala behandlingen med den värdcell, döda värdcellen genom att explodera ut ur den eller utlösa immunsystemets respons.
Hos personer med ett friskt immunsystem, de vanligaste virus sjukdoms producera infektioner som varar från sju till 14 dagar. Vissa virus, men kan orsaka kroniska infektioner. Andra ligga oupptäckt i kroppen och orsaka symptom vid en senare tidpunkt, så kallad latent infektion. I en kronisk infektion, reproducerar viruset och orsakar effekter under en längre tid, kanske för en persons hela liv. Hepatit B-och C-virus orsakar en kronisk infektion. I en latent virusinfektion, vilar virusets DNA-eller RNA ofarligt i värdcellerna och inte reproducera. Om viruset slutligen aktiveras, börjar det att reproducera och skada kroppsvävnader. Varicella virus är exempel på virus som orsakar latenta infektioner. Den varicella zoster-virus kvar i kroppen efter att orsaka den första infektionen kallas vattkoppor. Efter den initiala infektionen, försätts den i nerverna och reser till basen av ryggraden, där den förblir i vila, inte föröka sig och inte orsakar vävnadsskada. Om det återaktiveras, färdas den genom nerverna till huden, där den bringar blåsliknande lesioner av bältros. De skador visas längs vägen som den drabbade nerven följer under huden. Viruset återvänder sedan till sitt vilande tillstånd.
Att behandla infektioner
Utanför kroppen, kan virus dödas av detergenter, blekmedel, organiska lösningsmedel, såsom eter eller kloroform, och ultraviolett ljus.
Inne i kroppen, ger immunsystemet försvaret genom att producera antikroppar mot specifika virus. Antikroppar görs när immunsystemet först stöter på ett virus. Kroppen bygger en antikropp som är särskilt utformade för att förhindra just det viruset från att fästa till nya celler. När en antikropp görs för ett specifikt virus, fortsätter immunsystemet oftast för att göra det, men i mycket mindre mängder, även om det inte finns någon aktuell virusattack. Om immunförsvaret stöter viruset igen, kommer dess svar snabbare eftersom den inte måste bygga en ny antikropp. Det gör helt enkelt mer av de som redan har. Detta kallas immunitet.
Du kan utveckla immunitet för att bekämpa en framtida virusinfektion på två sätt. Du kan fånga virus eller få en vaccination. Vacciner är gjorda av en dödad eller inaktiverad form av viruset eller från ofarliga delar av en viral kapsid odlas i ett laboratorium. Dessa ämnen innehåller precis tillräckligt av viruset för att trigga immunsystemet för att bygga en antikropp, men inte tillräckligt för att orsaka en allvarlig infektion. Vaccin finns för dessa virus: vattkoppor, bältros, mässling, påssjuka, röda hund, hepatit A, hepatit B, gula febern, humant papillomvirus, rabies, influensa, polio, japansk encefalit och rotavirus.
En annan av kroppens naturliga försvar mot virusinfektioner är en familj av proteiner som kallas interferoner. Interferoner slåss också bakteriella infektioner och tumörer. De dödar inte virus, men de aktiverar andra immunsvar i kroppen, inklusive processer i värdceller som stoppar virusets aktivitet. Interferoner kan också göras kommersiellt och injiceras i kroppen för att stärka immunsystemet.
Antivirala läkemedel
När ett virus är inuti en värdcell, är det svårt att döda eller skada den utan att döda eller skada cellen. På grund av detta har forskare utvecklat läkemedel som interfererar med ett virus funktioner snarare än att döda den direkt. Antivirala läkemedel har utvecklats som förhindrar viruset från att fästa till en värdcell, in i cellen, reproducera i en cell, eller släppa nybildade virus. Den droger amantadin och rimantadin, till exempel arbeta genom att förhindra viruset från att komma in i cellen; läkemedlet acyclovir block viral reproduktion inom cellen. Två nyare läkemedel för behandling av influensa, zanamivir och oseltamivir, blockerar frisättningen av nybildade virus från värdcellerna och förhindrar att de sprids till andra värdceller. Proteashämmare, som används vid behandling av HIV, arbete genom att blockera ett enzym på HIV -viruset använder för att göra kopior av sig själv.
Antibiotika, som föreskrivs för bakteriella infektioner, fungerar inte mot virus. Detta beror på att antibiotika är utformade för att störa biokemiska reaktioner bakterier behöver för att överleva. Virus har inte samma biokemiska reaktioner.
I juni 2006, Food and Drug Administration (FDA) godkänt den första vaccin för att förhindra infektion med HPV, en viktig orsak till livmoderhalscancer. Flera stammar av HPV har identifierats. Vaccinet skyddar mot påfrestningar 16 och 18, som orsakar cirka 70 procent av livmoderhalscancer, och mot typ 6 och 11, som orsakar cirka 90 procent av genitala vårtor. Vaccinet skyddar inte mot HPV stammar 31 eller 45, vilket också kan orsaka livmoderhalscancer. Vaccinet, som inte innehåller levande virus, är godkänd för kvinnligåldrar 9 till 26.