Что коронавирус делает с вашим телом? И что делает его таким смертельным?

Мltpl.City

05 травня 2020 07:47

Публикуем перевод статьи профессора биологии в Техасском университете A&M Бенджамина Ньюмана для издания The Conversation.

Коронавирусную инфекцию COVID-19 вызывает коронавирус под названием SARS-CoV-2. Коронавирусы относятся к группе вирусов, которые заражают животных — от павлинов до китов. Они получили свое название от колючек с шипами, которые выступают на поверхности вируса и создают видимость окружающей его короны.

Коронавирусная инфекция обычно проявляется одним из двух способов: как инфекция в легких, которая включает в себя некоторые случаи того, что люди называют простудой, или как инфекция в кишечнике, которая вызывает диарею. COVID-19 начинается в легких, как обычные простудные коронавирусы, но затем вызывает разрушение иммунной системы, что может привести к долговременному повреждению легких или смерти.

Hовый вирус имеет свой функционал для проникновения в клетки

SARS-CoV-2 генетически очень похож на другие респираторные коронавирусы человека, включая SARS-CoV и MERS-CoV. Однако тонкие генетические различия приводят к значительным различиям в том, насколько легко коронавирус заражает человека и как он заболевает.

SARS-CoV-2 имеет все тот же генетический набор, как и исходный SARS-CoV, который вызвал глобальную вспышку в 2003 году. Но за это время произошло около 6000 мутаций. Это почти как сравнивать цельное и обезжиренное молоко.

SARS-CoV-2 распространяется от человека к человеку при тесном контакте

По сравнению с другими человеческими коронавирусами, такими как MERS-CoV, появившимися на Ближнем Востоке в 2012 году, новый вирус имеет свой функционал для проникновения в клетки. SARS-CoV-2 имеет совершенно другой набор генов, которые дают этому новому вирусу небольшое преимущество в определенных ситуациях. Например, MERS обладает определенным белком, который отключает способность клетки подавать сигнал тревоги о вирусе. SARS-CoV-2 имеет неродственный ген с пока неизвестной функцией в этом положении в своем геноме. Здесь можно сравнить коровье молоко с миндальным.

Как вирус заражает человека

Каждая коронавирусная инфекция начинается с вирусной частицы — сферической оболочки, которая защищает одну длинную цепочку генетического материала и проникает в человеческую клетку. Она учит клетку производить около 30 различных частей вируса, что позволяет вирусу размножаться. Клетки, которые SARS-CoV-2 предпочитает инфицировать, имеют снаружи мембранный белок, называемый ACE2, который важен для регулирования кровяного давления.

Каждая коронавирусная инфекция начинается с вирусной частицы

Инфекция начинается, когда белки с длинными шипами, которые выступают из вирусной частицы, фиксируются в белке ACE2 клетки. С этого момента шип трансформируется, разворачивается и меняет свою конфигурацию. После этого шип зацепляется за клетку и соединяет вирусную частицу и клетку. Это формирует канал, по которому цепочка вирусного генетического материала может проникнуть в ничего не подозревающую клетку.

SARS-CoV-2 распространяется от человека к человеку при тесном контакте. Вспышка вируса в Церкви Синчхонджи в Южной Корее в феврале является хорошей демонстрацией того, как и как быстро распространяется SARS-CoV-2. Кажется, один или два человека с вирусом сидели лицом к лицу очень близко к неинфицированным людям в течение нескольких минут в многолюдной комнате. В течение двух недель несколько тысяч человек в стране заразились, и более половины инфекций на тот момент были связаны с церковью. Вспышка быстро началась, поскольку органы здравоохранения не знали о потенциальной вспышке и не проводили массового тестирования на этой стадии. С тех пор власти активно работали и число новых случаев в Южной Корее неуклонно снижается.

Как вирус заставляет людей чувствовать себя плохо

SARS-CoV-2 растет в клетках легких второго типа, выделяющих мылообразное вещество, которое помогает воздуху проникать глубоко в легкие и в клетки горла. Как и в случае с атипичной пневмонией, большая часть повреждений из-за COVID-19 вызвана иммунной системой. Она выполняет защитную функцию и пытается остановить распространение вируса. Миллионы клеток иммунной системы проникают в инфицированную легочную ткань и наносят огромный ущерб в процессе очистки от вируса и любых инфицированных клеток.

Большая часть повреждений из-за COVID-19 вызвана иммунной системой

Каждое поражение COVID-19 варьируется по размеру — от размера винограда до грейпфрута. Задача медицинских работников, занимающихся лечением пациентов, заключается в том, чтобы поддерживать организм и поддерживать кислород в крови, пока легкое восстанавливается.

SARS-CoV-2 имеет разную шкалу тяжести. Пациенты в возрасте до 10 лет, по-видимому, легко избавляются от вируса, большинство людей в возрасте до 40 лет тоже быстро приходят в норму, но пожилые люди страдают более тяжелой формой COVID-19. Белок ACE2, который SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетки, также важен для регулирования кровяного давления, и он не выполняет свою работу, когда вирус попадает туда первым. Это одна из причин, почему COVID-19 протекает в более тяжелой форме у людей с высоким артериальным давлением.

C 2003 года произошло около 6000 мутаций вируса

SARS-CoV-2 более тяжелый, чем сезонный грипп, отчасти потому, что у него есть гораздо больше способов помешать клеткам обратиться к иммунной системе за помощью. Например, один из способов, которым клетки пытаются реагировать на инфекцию, заключается в создании интерферона — белка, сигнализирующего о тревоге. SARS-CoV-2 блокирует эту функцию, в результате чего COVID-19 может развиваться в организме в течение месяца, нанося небольшой урон каждый день, в то время как большинство людей справляются с гриппом менее чем за неделю.

В настоящее время скорость передачи SARS-CoV-2 немного выше, чем у пандемического вируса гриппа H1N1 в 2009 году, но смертность от SARS-CoV-2, как минимум, в 10 раз выше.

Что еще не известно

Все еще есть много загадок об этом вирусе и коронавирусах в целом — подробности о том, как они вызывают болезнь, как взаимодействуют с белками внутри клетки, структуре белков, которые образуют новые вирусы, и как некоторые из основных механизмов копирования вирусов работают.

Еще неизвестно, как COVID-19 будет реагировать на изменения в сезонах года

Еще неизвестно, как COVID-19 будет реагировать на изменения в сезонах года. Грипп имеет тенденцию следовать за холодной погодой, как в северном, так и в южном полушариях. Некоторые другие человеческие коронавирусы распространяются с низкой частотой круглый год, но затем достигают пика весной. Но никто не знает наверняка, почему эти вирусы меняются в зависимости от сезона.

COVID-19 может развиваться в организме в течение месяца, нанося небольшой урон каждый день

Что удивительно, так это то, с какой скоростью появилась научная информация о новом вирусе. Исследовательское сообщество узнало о структурах белка вируса и белка ACE2 чуть более чем через месяц после того, как стала доступна генетическая последовательность. Я провел свои первые 20 или около того лет, работая над коронавирусами без какой-либо пользы. Это служит хорошим предзнаменованием для лучшего понимания, предотвращения и лечения COVID-19.

Читайте також: Питання дня: чи допоможе літня спека у боротьбі з коронавірусом