Коронавирус в тялото Как похищава клетките ни
Вирусът парализира живота ни. Как работи? И какво се случва в тялото на заразен човек? Вирусно пътуване.
Действа под прикритие. Камуфлажът е неговата специалност. Никой не знае къде е и кога. Нито клетките, които отвлича. Пазителите не могат да го открият и не могат да подадат аларма. Дори отдавна да е пристигнал във вътрешността на вашата клетка и да се размножава там. Стотици до хиляди пъти. Но дотогава ще е късно. Вирусен статус. Спешен случай.
Вирусът парализира живота ни. Как работи? И какво се случва в тялото на заразен човек? Вирусно пътуване.
Действа под прикритие. Камуфлажът е неговата специалност. Никой не знае къде е и кога. Нито клетките, които отвлича. Пазителите не могат да го открият и не могат да вдигнат аларма. Дори отдавна да е пристигнал във вътрешността на вашата клетка и да се размножава там. Стотици до хиляди пъти. Но дотогава ще е късно. Вирусен статус. Спешен случай.
Дни преди това все още чака в капчица. Едно кихане, едно кашляне и то лети във въздуха, заедно с множество съмишленици, които са атомизирани във всички посоки. Някои са докоснати от пролетното слънце и UV лъчите ги унищожават. Други кацат на резета на врати или градински пейки. Те дебнат там до три дни и имат една-единствена цел: да намерят домакин и да го надхитрят. Ако не успеят, те се разпадат. Ако успее, хората могат да умрат.
Това е борба за живот и смърт. Evolution подготви вируса за това. Произхожда от Китай, вероятно от прилеп. Един панголин може да му служи като междинен гостоприемник или друг бозайник. Вирусолозите не знаят как точно е започнало да прескача от животно на човек и след това от човек на човек. Те също не знаят защо така нареченият Sars-CoV-2 е десет пъти по-опасен от обикновения грип. Или защо всеки пети се разболява тежко от белодробната болест Covid-19, попада в интензивното отделение или може би дори умира. Но те знаят, че този вирус е скитник, подъл и безмилостен.
Шиповете като тайно оръжие
Sars-CoV-2 идва от семейството на коронавирусите. Роднините му се наричат Sars или Mers и на 120 нанометра са дори по-малки от много други вируси. Името Corona е вдъхновено от шиповете, с които повърхността му е осеяна и които правят частицата на вируса да изглежда като малък цар. Зъбите могат да наподобяват корона, но те са много повече от това; тайно оръжие, ключ към онези клетки, които се намират главно в носа, устата, белите дробове или в сърдечно-съдовата система. Иска да отиде някъде, трябва, за да не загине.
Пътят му е пълен с препятствия и конкуренцията е голяма. Десетки хиляди различни вируси се опитват да проникнат всеки ден в хора или животни. За вирусите те не са нищо повече от гигантски крепости-гостоприемници, които трябва да бъдат победени. Над кожата? Няма шанс. То е толкова непреодолимо за корона вируса, колкото бетонният бункер е за хората. Изчакайте за сандвич хапка? Добра идея е само ако не попадне в стомаха ви. Там дълбокото и следователно киселинното рН разтваря защитната си обвивка. Също така е изложен на маси или на пръсти, където има риск от смърт от сапун.
Най-безопасният начин е най-лесният. В устата, носа или очите - тези отвори, които са отворени. Това е особено лесно, когато вирусът се транспортира директно до местоназначението си с пръст, например когато човек докосне устните си. Много вирусни частици удрят яката вече в лигавиците. Някои виждат как зъбите на колегите им са нарязани от молекули. Колкото по-близо се доближават до клетките в устната кухина или по стените на гърлото, толкова по-вероятно е те да бъдат атакувани. Важно е да излезете или да влезете в клетка възможно най-бързо.
Пред портите на клетката вирусът се преструва, че идва в мир. Той е добре замаскиран със зъбите си. Като протеин, който се прикачва към клетките, за да ги снабди с вещества или съобщения. Коронавирусът имитира точно този процес. Ужилването му се вписва в клетъчния рецептор толкова перфектно, колкото ключът се вписва в ключалката. Клетката невинно обвива вируса с клетъчната му мембрана и на практика го поглъща. Този процес се нарича ендоцитоза. Обикновено е жизненоважно, но сега е фатално. Колко фатално ще бъде показано по-късно. Човекът все още не чувства нищо от това.
Номерът е толкова прост и толкова древен, колкото и самото човечество. Ето как гърците приеха Троя в митологията. Днес тези компютърни програми се наричат троянци, които проникват в чужди системи като коронавирус в клетки гостоприемници. Трябва да бъдете много внимателни, за да не бъдете открити от охраната. Десетки от тях денонощно патрулират в клетката, за да издирят нарушители. Вирусът се крие. Абсолютно иска да попречи на тези наблюдатели да изпращат пратеници, за да предупреждават съседните клетки и по този начин да задействат каскада от алармени сигнали. Колкото по-дълго се справя с това, толкова по-късно се стартира антивирусният статус и цялото тяло се поставя в състояние на аларма. "Внимание, предпазливост, нещо тук не е наред, бъдете готови за най-лошото."
И все пак не е толкова далеч. Вирусът все още трябва да се бори нито срещу фагоцитите, нито срещу антителата. Може да работи на спокойствие. Със своя геном, РНК молекула, той поема контрола върху централните клетъчни контроли и презаписва строителната програма в клетъчното ядро. След това се извикват работници. Важните процеси преминават към производство на вируси. Клетката мутира в секретна фабрика за вируси. Новите вирусни частици бързо се изплюват една след друга. Ако човек се огледа, той вижда всички свои копия.
Само за шест до осем часа те растат в група от около 1000 вирусни начинаещи. Колкото повече стават, толкова по-плътно става в клетката, почти клаустрофобично. Има сблъсък. Първите започват да търсят изход и да го намират там, където боклукът обикновено се изнася. Ти си тръгваш. Просто се махай оттук.
Въпрос на време е корицата да бъде изложена. Клетката гостоприемник бавно заплашва да рухне. Вашите системи са претоварени и се сриват. Ако нищо не работи, той активира програма за самоунищожение. За да защити останалите, отвлечената клетка се самоубива. Той се разпада на всички свои отделни части. За вирусите това е добро нещо в началото. Накрая те са свободни, най-сетне могат да направят това, което правят: да се измъкнат и да се втурнат към една от съседните клетки, където всичко започва отначало. Ако не бяха всички тези фагоцити, които внезапно препречваха пътя им, заобикаляха ги и ги атакуваха.
Вируси срещу фагоцити
Решаващата фаза започна. Вирусът е изложен, разпознат и локализиран от човешката имунна система. Сега трябва да се въоръжи срещу помощниците, които бързат отвсякъде. Клетките на чистачите са първите, които искат да се отърват от тях и да ги измъкнат. Вирусите, които вече са в хост, също не са в безопасност от тях. Това е клане. Устната кухина се превръща в бойно поле, както и гърлото. Всичко става хлъзгаво и лепкаво и лигаво.
Вирусите се опитват да се придържат някъде, за да не бъдат отнесени от слузта и изхвърлени в кърпичка. Първите симптоми са забележими от 2 до 20 дни след заразяването на първата клетка, като хрема, възпалено гърло или кашлица. Респираторното заболяване Covid-19 възниква от вируса Sars-CoV-2. Сега хората вече не усещат вируса, а по-скоро реакцията на имунната система към него. Въпросът: колко добре работи? Кой е по-ефективен, физическата защита или вирусът?
В повечето случаи Sars-CoV-2 няма да бъде успешен. Тогава тя може да бъде щастлива, когато е издухана от кашлица и може да започне отново на чист въздух, например на градинска маса или на ключалка на вратата.
Всеки пети случай е труден. Вирусът продължава да се разпространява. Надолу по гърлото към белите дробове. Въпреки че става все по-трудно, трябва да се бърза, защото изведнъж навсякъде е толкова горещо. Защитата кара телесната температура да се повиши допълнително, по-добри фагоцити се втурват, така наречените големи ядящи, които убиват вируса.
След няколко дни трябва да избяга от клетките убийци, които се размножават също толкова бързо, колкото и вирусите в техните фабрики за вируси. Най-застрашаващи са антителата, които са разпознали вирусната система и са насочили своите пикове. Ако бъдат неутрализирани, вирусът се извежда от действие. Все още няма толкова опасни противници навсякъде. Ако имунната система е отслабена, вирусът има лесна работа. След това лекарите в Швейцария се борят с антивирусното лекарство за ХИВ Kaletra, лекарството за малария хлорохин или новото антивирусно лекарство Remdesivir.
Той е оскъден в Швейцария и се използва при извънредни ситуации, тъй като все още не е одобрен. Скоро обаче трябва да бъде пуснат в клинични проучвания. Лекарствата са предназначени да предотвратят вируса да се храни до там, където е наистина опасно: дълбоко в долните белодробни клетки. Там може да причини истинско клане, да зарази алвеолите и цялата тъкан. Става опасно.
Борба за белите дробове
Sars-CoV-2 не може да се разпространи в белите дробове без никакво съпротивление. Големите ядящи го атакуват. Има и Т клетки, които се противопоставят на вируса, плюс цял коктейл от хормоноподобни пратеници. Всички те сигнализират: аларма в белите дробове. Сега е моментът да се борим с врага. Ако те не могат да защитят белите дробове, съществува риск от тотален колапс. Имунната система отчаяно иска да премахне заразените с вируса клетки. Често те дори не знаят кого атакуват.
В белите дробове има огромна бъркотия, голям инфилтрат от клетки, произвеждащи между тридесет и четиридесет различни ензима. Тези пратеници изпращат команда: Обърнете внимание! Защитавайте се! Умножете! Всичко е яркочервено, подуто, възпалено. Налягането се натрупва. Болката се увеличава, тъй като близките нервни клетки се компресират. Температурата на тялото продължава да се повишава, тъй като безброй клетки се разграждат.
И това води до неконтролируемо състояние в тялото. Особено след като белите дробове вече не са в състояние да абсорбират правилно кислорода. Имунната система е напълно смазана. Подуването се получава, тъй като алвеолите са дебели и запушени. Освен това доставката на кислород става оскъдна, което влошава още повече ситуацията. Слузта, която се образува, вече не може да се оттича. Пациентът се задъхва за въздух, дишайки все по-бързо.
Независимо от това се усеща силно задух. Има риск от смърт от задушаване. Лекарите трябва да дават кислород през тръба. Увеличавате концентрацията му от нормалните 20 процента на 50 до 70 процента. Капките в белите дробове се увеличават и течността изтича от между-белите дробове. Дихателните пътища стават по-слаби. Възпалението се разпространява от белите дробове до цялото тяло.
Възможни са сърдечни аритмии, отпадане на бъбреците, спад на кръвното налягане и полиорганна недостатъчност. Всичко заедно води до колапс на имунната система. В крайна сметка понякога дори не е много ясно от какво някой умира.
Пациентът е седатиран и почти нищо не забелязва. Онези, които оцеляват, обикновено вече не могат да си спомнят какво им е причинил вирусът. Все още не е ясно дали възстановеното лице отсега нататък ще бъде имунизирано срещу вируса.
А вирусът, онзи мъничък грубиян? Ако човекът умре, това е направено. Освен ако не се е закашлял преди да умре и не е пренесъл вируса навън. След това търси нов хост и всичко започва отначало.
Вирусът съществува за кратко време, в противен случай той винаги е наполовина мъртъв и никога жив.
Нашите експерти
Този текст се основава на разговори с петима души:
Корнел Фрафел е професор по вирусология и директор на вирусологичния институт в университета в Цюрих.
Хулдрих Гюнтард е инфекциолог в Клиниката по инфекциозни болести и болнична хигиена към Медицинския факултет на Университета в Цюрих.
Беда Щадлер е биолог, почетен професор и бивш директор на Института по имунология към Университета в Берн.
Фолкер Тиел е изследовател на корона и професор в Института по вирусология и имунология към Университета в Берн.
Пиетро Вернаца Главен лекар в Клиниката по инфекциозни болести и болнична хигиена в кантонна болница „Санкт Гален“.