Wirusy

WIRUSY

Te ultramikroskopowe organizmy, przechodzące nawet przez najdrobniejsze filtry porcelanowe, zostały odkryte w roku 1892 przez rosyjskiego botanika D. J. Iwanowskiego. Badacz ten stwierdził, że choroba roślin tytoniu zwana mozaiką tytoniową (porażone liście przybierają plamiste, mozaikowate zabarwienie) może się przenosić na zdrowe rośliny za pośrednictwem soku z roślin porażonych, nawet po przefiltrowaniu go przez filtry zatrzymujące wszystkie bakterie.

Obecnie znamy wiele chorób roślin i zwierząt wywoływanych przez wirusy. Spośród chorób wirusowych największe straty gospodarcze powodują: cholera świń, influenza świń, rak kur oraz choroba pyska i racic bydła — pryszczyca, która jest plagą stad bydła np. w Meksyku i Argentynie. Do chorób wirusowych człowieka należą: ospa, wścieklizna, paraliż dziecięcy (choroba Heinego-Medina), odrą, żółta febra, brodawki, niektóre wysypki skórne oraz zwykły katar. W wielu laboratoriach bada się obecnie możliwość udziału wirusów w wywoływaniu niektórych typów raka u człowieka, dotychczas jednak nie uzyskano dowodów przemawiających za tym przypuszczeniem. Stwierdzono natomiast, iż jedna z odmian raka gruczołów mlecznych u myszy jest wywoływana przez czynniki wirusopodobne. Różne formy raka występującego u człowieka nie są zakaźne; gdyby to były choroby wirusowe, można by się spodziewać występowania infekcji.

Wirusy, podobnie jak chromosomy roślin i zwierząt, są zdolne do replikacji tylko w złożonym środowisku żywych komórek. Wielokrotne próby hodowli wirusów na pożywkach pozbawionych komórek, zawierających wszystkie znane witaminy i aminokwasy, nie dały dotychczas żadnego rezultatu.

Wirusy przejawiają bardzo nieliczne (lub nie mają ich wcale) właściwości metaboliczne charakterystyczne dla komórek wyższych organizmów. Wniknięcie cząstki wirusowej do komórki gospodarza wywołuje istotne zmiany w jego metabolizmie, prowadzące do wytwarzania nowych cząstek wirusa. Tak więc wirusy nie „rozmnażają się", lecz są reprodukowane przez układy enzymatyczne występujące w żywych komórkach. Do celów eksperymentalnych hoduje się zwykle wirusy wstrzykując je do zapłodnionego jaja kurzego ,bądź też zakażając nimi komórki rosnące w kulturach tkankowych. Wiele wirusów, które nie rozwijają się po wstrzyknięciu ich wyrośniętemu kurczęciu, daje się hodować na kurzych zarodkach.

W roku 1935 Stanley wyodrębnił i otrzymał w postaci krystalicznej wirus mozaiki tytoniowej; od tego czasu uzyskano w formie krystalicznej wiele innych wirusów. Krystaliczne wirusy wprowadzone do tkanek tytoniu namnażają się i wywołują objawy mozaiki tytoniowej.

W roku 1956 Stanley doniósł, że udało mu się rozdzielić wirus na podstawowe części składowe — białko i kwas nukleinowy, a potem połączyć je ponownie i otrzymać aktywny wirus. Następnie Fraenkel-Conrat wykazał, że sam kwas nukleinowy odznacza się właściwościami infekcyjnymi, aczkolwiek jego zdolność do zakażania jest znacznie mniejsza w porównaniu ze zdolnością infekcyjną nie naruszonego wirusa. Sam kwas nukleinowy pobudzał roślinę tytoniu do wytwarzania zarówno kwasu nukleinowego, jak i specyficznego białka wirusowego, tak że powstawały kompletne cząsteczki wirusa. Prostsze wirusy składają się z rdzenia utworzonego przez kwas nukleinowy, otoczonego osłonką białkową. Specyficzność genetyczną wirusa warunkuje kwas nukleinowy, otoczka zaś białkowa spełnia rolę ochronną i stabilizującą.

Istnieje kilka sposobów określania wielkości wirusów: na podstawie wielkości porów filtrów przepuszczających wirusy, na podstawie szybkości ich osadzania się podczas wirowania oraz przez pomiary na mikrofotografiach elektronowych. Pomiary wykazują, że wielkość wirusów waha się w szerokich granicach. Średnica jednego z największych wirusów — wirusa choroby papuziej, przenoszonego przez papugi oraz inne ptaki, wynosi około 275 mq, gdy tymczasem najmniejszy wirus, wywołujący pryszczycę u bydła (przenoszoną czasem na ludzi), ma zaledwie 10 mq średnicy.

Przy zastosowaniu mikroskopu elektronowego stwierdzono, że niektóre wirusy mają kształt kulisty, inne zaś pałeczkowaty. Chociaż poszczególne wirusy nie są widoczne w zwykłym mikroskopie, to jednak w komórkach porażonych przez wirusy można przezeń często zaobserwować „ciałka-wtrąty", które są przypuszczalnie olbrzymimi koloniami wirusów.

Wirusy danego typu porażają zwykle tylko specyficzne dla nich części organizmu, mogą się bowiem widocznie rozmnażać wyłącznie w określonych komórkach. Wirusy ospy, odry i brodawek atakują skórę, wirusy paraliżu dziecięcego i wścieklizny atakują mózg i rdzeń kręgowy, wirusy żółtej febry — wątrobę. Na szczęście liczne infekcje wirusowe wywołują powstanie długotrwałej odporności na powtórne zakażenie; szczególnie skuteczne jest szczepienie przeciw ospie, wściekliźnie i żółtej febrze.

Zakażenie komórki przez jeden wirus przeciwdziała jej zakażeniu przez inne wirusy. Komórka zainfekowana „żywym" wirusem lub wirusem zabitym w wyniku działania wysokiej temperatury, wytwarza substancję, którą nazwano interferonem. Interferon wyizolowano oraz zidentyfikowano jako substancję białkową zbliżoną pod względem wielkości do cząsteczki hemoglobiny (s. 400). Stwierdzono, że interferon jest produkowany przez komórkę w ilości wystarczającej do uodpornienia jej na infekcje wirusowe.

Kiedy po zakażeniu myszy wirusem grypy określono w ciągu następnych dni ilość wirusa, przeciwciał oraz interferonu badania wykazały, że największe stężenie wirusa w płucach występuje trzeciego dnia po zakażeniu, a następnie zmniejsza się. Wysoka koncentracja interferonu wy-stąpiła w okresie 3—5 dnia po zakażeniu, po czym zaczęła się powoli zmniejszać. Przeciwciała pojawiły się dopiero 7 dnia, po czym ich ilość zaczęła się zwiększać. Wyniki tych badań pozwalają przypuszczać, że w procesach zdrowienia zwierząt interferon może odgrywać większą rolę niż przeciwciała. Inne doświadczenia sugerują, że syntezę interferonu może stymulować obecność „obcych" kwasów nukleinowych w komórce, zarówno wirusowych, jak i nie wirusowych .