ویروس ها چگونه عمل می کنند؟

بيمارى جهان گير کرونا که در سال 2020 دنیا را وارد یک شک غیرمنتظره کرد، باعث شد تا بفهمیم یک ویروس چقدر می تواند بر زندگی ما اثر بگذارد.

همه ما بارها سرماخوردگی یا آنفلوانزا را تجربه کرده ایم و می دانیم که در برخی فصل های سال، بیشتر در معرض این بیماری قرار داریم. علائم این بیماری ها، از جمله تب، درد بدن، سرفه و گلودرد، در محل کار، مدارس و خانه ها پخش می شود و مهم نیست که در کجای دنیا زندگی می کنید. سرماخوردگی و آنفلوانزا در اثر ویروس ایجاد می شوند. اما ویروس ها مسئول بسیاری از بیماریهای جدی و کشنده ای مانند کرونا، ایدز، ابولا، تب خونریزی‌دهنده، هپاتیت عفونی و تبخال نیز هستند. اما چگونه ویروس ها می توانند اینقدر دردسر ایجاد کنند؟ چه چیزی ما را نسبت به آنها آسیب پذیر می کند و چه چیزی باعث گسترش آنها می شود؟

در این مقاله قصد داریم به بررسی دنیای ویروس ها بپردازیم. در مورد اینکه یک ویروس چیست، ویروس ها چه شکلی هستند، چگونه ما را آلوده می کنند و چگونه می توانیم خطر عفونت را کاهش دهیم، بحث خواهیم کرد. همچنین خواهید فهمید که چرا زمانی که ویروس سرماخوردگی به بدن ما حمله می کند، حس می کنیم تماس مصیبت های دنیا بر سر ما آوار شده است.

ویروس چیست؟

اگر بدانید که سلول ها به طور کلی چگونه عمل می کنند، خواهید فهمید که چگونه سلول های ویروس و سلول های بدن ما عمل می کنند. سلول موجودی مستقل است که قادر به تغذیه، رشد و تولید مثل است. اما ویروس ها به این شکل نیستند. اگر بتوانید ویروس ها را ببینید، خواهید دید که آنها به شکل ذرات بسیار کوچکی هستند. 

اکثر ویروس ها، چندین مرتبه کوچک تر از باکتری ها هستند. البته نوعی از ویروس های بزرگ نیز در سال 2003 کشف شده اند که به اندازه باکتری هستند. جالب است بدانید که باکتری ها، بسیار کوچک تر از سلول های انسانی هستند. ویروس ها به حدی کوچک هستند که بیشتر آنها با میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیستند و باید با میکروسکوپ الکترونی مشاهده شوند.

یک ویروس از بخش های زیر تشکیل شده است:

• نوکلئیک اسید: مجموعه ای از دستورالعمل های ژنتیکی، DNA یا RNA، تک رشته ای یا دو رشته ای.
• پوشش پروتئین: DNA یا RNA را برای محافظت از ویروس، احاطه می کند.
• غشای لیپید: پوشش پروتئین را محاصره می کند (فقط در بعضی از ویروس ها از جمله آنفلوانزا یافت می شود؛ این نوع ویروس ها، ویروس های پاکت دار نامیده می شوند که نقطه مقابل ویروس های برهنه هستند).

ویروس ها از نظر شکل و پیچیدگی، متفاوت هستند. برخی مانند توپ های پاپ کورن گرد به نظر می رسند، در حالی که برخی دیگر شکل پیچیده ای دارند که به نظر می رسد مانند عنکبوت یا یک فضاپیمای آپولو است.

بر خلاف سلول های انسانی یا باکتری ها، ویروس ها برای زنده ماندن، نیازی به آنزیم برای واکنش های شیمیایی ندارند. در عوض، ویروس ها فقط یک یا دو آنزیم را حمل می کنند که دستورالعمل های ژنتیکی آنها را رمزگشایی می کند. بنابراین، ویروس به یک سلول میزبان (باکتری ها، گیاهان یا حیوانات) نیاز دارد تا در آن زندگی کند و ویروس های بیشتری تولید کند. در خارج از سلول میزبان، ویروس ها نمی توانند فعالیتی داشته باشند. به همین دلیل، ویروس ها به خوبی موجودات زنده را تشخیص می دهند و وارد آن می شوند. اکثر دانشمندان معتقدند، ویروس ها به دلیل اتفاقی که در هنگام آلوده کردن سلول میزبان رخ می دهد، زنده می مانند.

ویروس ها همیشه در محیط اطراف ما حضور دارند و فقط منتظرند تا سلول میزبان را به دام بیندازند. آنها می توانند از طریق چشم، بینی، دهان یا زخم روی پوست وارد بدن ما شوند. هنگامی که وارد بدن ما می شوند، آنها یک سلول میزبان را برای آلوده کردن پیدا می کنند. به عنوان مثال، ویروسهای سرماخوردگی و آنفلوانزا به سلولهای مجاری دستگاه تنفسی یا گوارشی حمله می کنند. ویروس نقص سیستم ایمنی بدن (HIV)، که باعث ایدز می شود، به سلول های T سیستم ایمنی بدن حمله می کند.

صرف نظر از نوع سلول میزبان، ویروس ها همان مراحل اصلی را برای تکثیر دنبال می کنند:

1. یک ذره ویروس به سلول میزبان متصل می شود.
2. این ذره دستورالعملهای ژنتیکی خود را در سلول میزبان آزاد می کند.
3. مواد ژنتیکی وارد شده، آنزیم های سلول میزبان را جذب می کنند.
4. آنزیم ها ذرات بیشتری می سازند.
5. ذرات جدید به ویروس های جدید تبدیل می شوند.
6. ذرات جدید از سلول میزبان خارج می شوند.

همه ویروس ها دارای نوعی پروتئین در پوشش بیرونی خود هستند که سلول های میزبان مناسب را “احساس” می کند یا “تشخیص” می دهد. این پروتئین، ویروس را به غشای سلول میزبان متصل می کند. برخی از ویروس ها می توانند مستقیماً از طریق غشای سلولی میزبان حل شوند، زیرا هم پوشش ویروس و هم غشای سلولی از چربی ساخته شده اند.

آن ویروس هایی که وارد سلول نمی شوند باید محتویات خود (دستورالعمل های ژنتیکی و آنزیم ها) را به سلول میزبان تزریق کنند. آن ویروس ها که در یک سلول حل می شوند، محتویات خود را یک بار در داخل بدن میزبان آزاد می کنند. در هر صورت، نتایج یکسان هستند.

در بخش داخلی

پس از ورود به سلول، آنزیم های ویروس آنزیم های سلول میزبان را تحت کنترل می گیرند و با استفاده از دستورالعمل های ژنتیکی ویروس و آنزیم های سلول میزبان، دستورالعمل های ژنتیکی خود را تکثیر می کنند. دستورالعمل های ژنتیکی تکثیر شده، در پوشش های پروتئینی جدید بسته بندی می شوند تا ویروس های جدید تولید کنند.

پس از تشکیل شدن ویروس های جدید، ویروس ها سلول میزبان را به 2 صورت ترک می کنند:

1. آنها سلول میزبان را باز می کنند و سلول را از بین می برند.
2. آنها از غشای سلولی بیرون می آیند و با تکه ای از غشای سلولی که در اطرافشان است، از سلول جدا می شوند. ویروس های پاکت دار اینگونه سلول را ترک می کنند. در این روش سلول میزبان از بین نمی رود.

پس از رهایی از سلول میزبان، ویروس های جدید می توانند به سلولهای دیگر حمله کنند. از آنجا که یک ویروس می تواند هزاران ویروس جدید تولید کند، عفونت های ویروسی می توانند به سرعت در سراسر بدن پخش شوند.

اتفاقاتی که هنگام بروز آنفلوانزا یا سرماخوردگی رخ می دهد، به خوبی نحوه عملکرد ویروس را نشان می دهد:

1. یک فرد آلوده در نزدیکی شما عطسه می کند.
2. شما ذرات ویروس را استنشاق می کنید و این ذرات به سلول های سینوس در بینی شما متصل می شوند.
3. این ویروس به سلولهای سینوس حمله می کند و به سرعت ویروس های جدید تولید می شود.
4. سلول های میزبان می شکنند و ویروس های جدید در جریان خون و همچنین در ریه های شما پخش می شوند. از آنجا که سلولهای سینوس از بین رفته اند، مایعات می توانند در داخل بینی شما جریان پیدا کنند و دچار آبریزش بینی می شوید.
5. ویروس های موجود در مایعات گلو، به سلول های گلو حمله می کنند و شما دچار گلودرد می شوید.
6. ویروس های موجود در جریان خون، می توانند به سلولهای عضلانی حمله کرده و باعث درد عضلات شوند.

سیستم ایمنی بدن شما به عفونت واکنش نشان می دهد و در فرایند مبارزه، مواد شیمیایی به نام پیروژن تولید می کند که باعث افزایش دمای بدن شما می شود. این تب در حقیقت با کم کردن سرعت تولید مثل ویروس، به شما در مبارزه با عفونت کمک می کند، زیرا بیشتر واکنش های شیمیایی بدن شما، در دمای مطلوب 37 درجه سانتیگراد رخ می دهد. اگر دمای شما کمی بالاتر از این افزایش یابد، واکنش های شیمیایی کند می شوند. این پاسخ ایمنی تا زمان نابودی ویروس ها در بدن، ادامه می یابد. با این حال، اگر عطسه کنید، هزاران ویروس جدید را به محیط منتقل می کنید که در انتظار میزبان جدیدی هستند.

چرخه لیزوژنیک

هنگامی که ویروس ها داخل سلول میزبان حضور دارند، برخی از ویروس ها، مانند تبخال و HIV، بلافاصله تولید مثل نمی کنند. در عوض، آنها دستورالعملهای ژنتیکی خود را با دستورالعمل های ژنتیکی سلول میزبان ادغام می کنند. وقتی سلول میزبان تولید مثل می کند، دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی در فرزندان سلول میزبان کپی می شوند.

سلول های میزبان ممکن است بسیاری از مراحل تولید مثل را پشت سر بگذارند و سپس برخی از سیگنال های ژنتیکی از پیش تعیین شده محیطی، دستورالعمل های ویروسی را تحریک می کنند. دستورالعمل های ژنتیکی ویروسی، ساختار میزبان را به دست می گیرند و ویروس های جدیدی را که در بالا توضیح داده شد، ایجاد می کنند. این چرخه که چرخه لیزوژنیک نامیده می شود در شکل بالا نشان داده شده است.

از آنجا که ویروس صرفاً مجموعه ای از دستورالعمل های ژنتیکی است که توسط یک لایه پروتئین احاطه شده و به دلیل اینکه به خودی خود هیچ گونه واکنش شیمیایی انجام نمی دهد، ویروس می تواند سالها یا بیشتر در خارج از سلول میزبان زندگی کند. برخی ویروس ها می توانند سالها قبل از تولید مثل، در داخل دستورالعمل های ژنتیکی سلول های میزبان “بخوابند”. به عنوان مثال، فرد آلوده به HIV می تواند سالها بدون نشان دادن علائم ایدز زندگی کند، اما هنوز هم می تواند ویروس را به دیگران منتقل کند.

کاهش روند انتقال ویروس

همانطور که گفتیم، ویروس ها می توانند برای مدت طولانی در خارج از بدن وجود داشته باشند. نحوه شیوع ویروس ها بستگی به نوع ویروس دارد. آنها می توانند به روشهای زیر پخش شوند:

• ارگانیسم های حامل: پشه ها، کک ها
• هوا
• انتقال مستقیم مایعات بدن از فرد به فرد دیگر: بزاق، عرق، مخاط بینی، خون
• سطوحی که مایعات بدن روی آنها خشک شده است

برای جلوگیری از انتقال ویروس، باید این کارها را انجام دهید:

• وقتی عطسه یا سرفه می کنید با استفاده از یک دستمال یا آرنج، دهان و بینی خود را بپوشانید.
• مرتباً دستها را بشویید، مخصوصاً بعد از رفتن به سرویس بهداشتی یا تهیه غذا. اگر قادر به شستن دست های خود نیستید، از ضد عفونی کننده دست استفاده کنید.
• از تماس با مایعات بدن دیگران خودداری کنید.
• اگر نگران آلوده شدن دیگران یا آلوده شدن خود هستید، از ماسک استفاده کنید.
• به صورت خود دست نزنید.

این روشها صد درصد موثر نیستند، اما می توانند در کاهش خطر عفونت ویروسی، به شما کمک کنند.

داروهایی که ممکن است موثر باشد

برخلاف تصور رایج، آنتی بیوتیک ها هیچ تاثیری روی ویروس ندارند. اکثر آنتی بیوتیک ها در تولید مثل باکتری ها دخالت می کنند و مانع ایجاد دستورالعمل های جدید ژنتیکی یا دیواره سلولی جدید می شوند. اما از آنجا که ویروس ها واکنشهای بیوشیمیایی انجام نمی دهند، آنتی بیوتیک ها روی آنها تأثیر نمی گذارد.

به محض شروع تولید مثل ویروس، سیستم ایمنی بدن با تولید آنتی بادی های مناسب، از بدن محافظت می کند. همچنین، به دلیل اینکه ویروس ها خیلی سریع تولید مثل می کنند، تغییرات کمی در آن ها ایجاد می شود. بعضی اوقات، اشتباهاتی در دستورالعملهای ژنتیکی آن ها رخ می دهند. این تغییرات ممکن است پوشش پروتئین را کمی تغییر دهد. بنابراین، واکسنی که در یک سال برای یک ویروس استفاده می شود، ممکن است در سال آینده مؤثر نباشد. به همین دلیل، باید برای مقابله با عفونت های ویروسی و جلوگیری از شیوع، بطور مداوم واکسن های جدید تولید شود.

اما همه ویروس ها کشنده نیستند. به عنوان مثال، مردم بسیاری از اوقات دچار سرماخوردگی می شوند و نمی میرند. اما آنفلوانزا هر ساله ده ها هزار نفر در ایالات متحده را می کشد و ویروس های دیگر مانند ویروس ابولا، یا ویروس نیل غربی و در اوایل سال 2020، ویروس کرونا، تلفات سنگینی را در سرتاسر جهان به جا گذاشته است. حتی عفونت های ویروسی ساده هم می تواند برای فردی که از قبل دارای سیستم ایمنی ضعیف است، کشنده باشد. مبتلایان به ایدز، مبتلایان به سرطان که شیمی درمانی می کنند، افراد مسن یا حتی نوزادان. ما باید مراقب باشیم که ویروس ها، وارد بدن این افراد مستعد نشود.

پس از شیوع ویروس کرونا به عنوان یک تهدید در سراسر جهان در اوایل سال 2020، مقامات بهداشت بر روی تاکتیکی بنام فاصله گذاری اجتماعی تأکید کردند تا به کاهش گسترش ویروس کمک کند. اصولاً این کار شامل حفظ فاصله از افراد دیگر در حدود 2 متر و دوری از اجتماعات یا مکانهای شلوغ است. این کار به این دلیل است که وقتی فرد آلوده سرفه یا عطسه می کند، از انتشار ویروس از طریق ذرات معلق جلوگیری شود. در بسیاری از مناطق جهان، مقامات دولتی مشاغل ، مدارس و دیگر مکانهایی را که ممکن است مردم با افراد آلوده در تماس باشند، تعطیل کردند و از مردم خواستند تا حد امکان در داخل خانه بمانند. البته کسی انتظار نداشت که فاصله گذاری اجتماعی، موارد جدید ابتلا را متوقف کند. بلکه هدف این بود که سرعت شیوع بیماری کند شود تا بیمارستان ها با تعداد زیاد بیماران و کمبود نیرو و تجهیزات پزشکی مواجه نشوند.