Všetko o ľudských vírusoch: Podstata, klasifikácia a typy

Vírusy sú infekčné agensy, ktoré sa skladajú predovšetkým z genetického materiálu (DNA alebo RNA), obklopeného proteínovým obalom, nazývaným kapsid.

Niektoré vírusy majú dodatočný lipidový obal, ktorý pochádza z bunkovej membrány hostiteľa. Nemajú vlastný metabolizmus a potrebujú bunky živých organizmov na rozmnožovanie.

Veda pozná obrovské množstvo vírusov a predpokladá sa, že ich počet prevyšuje počet všetkých známych živých druhov na celej planéte.

Napriek tomu je zatiaľ len2019 z nich známych ako patogény pre ľudský druh.

Prvým takýmto vírusom bol ten, ktorý spôsobuje žltú horúčku a bol objavený už v roku 1901.

Odvtedy, vďaka pokroku v molekulárnej biológii a vírusológii, sa každý rok objavujú v priemere 3 až 4 nové vírusy, ktoré postihujú človeka alebo majú potenciál na medzidruhový prenos.

Ako sme už vysvetlili, existuje obrovské množstvo vírusov, ktoré veda pozná a skúmala, a určite ešte mnoho takých, ktoré ešte neboli objavené.

Napriek tomu vedci našli spôsob, ako rozlišovať rôzne vírusy, a klasifikovali ich podľa rôznych znakov a charakteristík, ako napríklad štruktúra, genetický znak, mechanizmus účinku, spôsob prenosu a ďalšie.

Ďalej v texte vás oboznámime s niektorými z najdôležitejších klasifikácií z vedeckého hľadiska, bez zbytočných podrobností.

Klasifikácia vírusov podľa štruktúry

Aj keď nie sú živé, vírusy majú veľmi zaujímavú štruktúru, ktorá je tvorená rôznymi bioaktívnymi zlúčeninami – proteínmi.

Podľa štruktúry sa rozlišujú tieto typy vírusov:

• Tyčinkové:Tyčinkové vírusy, ako napríklad vírus tabakovej mozaiky alebo vírus besnoty, majú predĺžený, valcovitý tvar. Často majú helikálnu symetriu kapsidu a sú prispôsobené na špecifické prostredia.

• Sférické:Tieto vírusy, ako napríklad vírus chrípky alebo HIV, majú takmer guľovitý tvar, hoci sa používa aj pojem „ikosahedrické“. Tento tvar umožňuje stabilný obal s minimálnym počtom bielkovinových podjednotiek.

• Mnohostenné:Mnohostenné vírusy zahŕňajú vírusy s ikosahedrickou symetriou ako adenovírusy. Majú geometrický tvar s 20 stranami a patria medzi najlepšie preskúmané.

Okrem vyššie uvedenýchvírusovexistujú aj také s nezvyčajnejšími tvarmi. Filamentózne vírusy, ako je vírus Ebola, majú predĺžený, vláknitý tvar.

Komplexné vírusy majú tiež jedinečnú morfológiu. Majú mnohostennú hlavičku, ktorá obsahuje genetický materiál, a chvost s vláknami, ktorý používajú na pripojenie k bakteriálnej bunke a injekciu svojho genómu.

Niektoré vírusy majú aj viacvrstvové obaly, ktoré zahŕňajú vnútorné a vonkajšie membrány, proteínové komplexy a dodatočné štruktúry na prienik do bunky a imunitnú ochranu.

Klasifikácia vírusov podľa genetického znaku

Aj keď sa vírusy neklasifikujú ako živé organizmy, šíria sa mimoriadne efektívne prostredníctvom prenosu svojho genetického materiálu.

Aby sa mohli rozmnožovať, vnikajú do živej bunky a využívajú jej vnútorné mechanizmy na kopírovanie svojho genómu a tvorbu nových vírusových častíc.

Podľa tohto znaku môžu byť vírusy:

• DNA vírusy:DNA vírusy majú genóm z deoxyribonukleovej kyseliny. Príkladmi sú vírus varicella-zoster, herpes simplex vírusy a ľudský papilomavírus (HPV).

• RNA vírusy: Obsahujú ribonukleovú kyselinu ako genetický materiál. Patria sem vírusy chrípky, koronavírusy (vrátane SARS-CoV-2) a vírus hepatitídy C.

Niektoré vírusy majú dvojvláknovú RNA, jednovláknovú DNA alebo dokonca reverznú transkriptázu, ako retrovírusy. Tieto predstavujú jedinečné skupiny so špecifickými mechanizmami replikácie.

Klasifikácia vírusov podľa mechanizmu účinku        

Vírusy pôsobia na bunky, do ktorých vniknú, rôznymi spôsobmi.

Podľa svojho mechanizmu účinku sa rozlišujú najmä tieto skupiny:

• Cytopatické: Tieto vírusy spôsobujú priame poškodenie a smrť buniek. Príkladmi sú herpes vírus a poliovírus.

• Imunomediované:Imunitný systém reaguje na vírusovú infekciu nadmerne, čo spôsobuje poškodenie tkanív – napr. pri hepatitíde B a C.

• "Tiché" vírusy:Niektoré vírusy môžu v bunkách pretrvávať dlhý čas bez vyvolania viditeľných symptómov. Ide o latentné vírusy – napr. Epstein-Barr vírus.

• Transformujúce (onkogénne):Dokážu premeniť normálne bunky na nádorové. Príkladmi sú HPV (rakovina krčka maternice), EBV (Burkittov lymfóm).

Klasifikácia podľa spôsobu prenosu

Určite ste už počuli, že niektoré vírusové ochorenia sa prenášajú kvapôčkovou cestou, krvou a pod.

Tu je klasifikácia podľa spôsobov prenosu:

• Kvapôčkový prenos:Chrípka, SARS-CoV-2, osýpky a ružienka – všetky sa šíria pomocou mikroskopických kvapôčok vo vzduchu.

• Parenterálny prenos (krvou):HIV, hepatitída B a C sa prenášajú transfúziou krvi, zdieľanými ihlami alebo nesterilnými lekárskymi nástrojmi.

• Potravinový prenos (fekálno-orálna cesta):Norovírusy a rotavírusy sa šíria cez kontaminované potraviny a vodu.

• Pohlavne prenosné: HPV, HIV a herpes simplex vírus typu 2 (HSV-2) sú najčastejšie príklady pohlavne prenosných vírusov.

Okrem vyššie uvedených spôsobov prenosu by sme mali pridať aj uhryznutie hmyzom– prenosné ochorenia (napr. vírus Dengue, Zika, západonílsky vírus), transplantácie a vertikálny prenos (z matky na dieťa).

Ako vidíte, niektoré vírusy môžu patriť do viacerých kategórií, teda môžu sa prenášať viacerými spôsobmi, čo sťažuje ich kontrolu a obmedzenie.

Vírusy podľa Baltimoreovej klasifikácie

Baltimoreova klasifikácia rozdeľuje vírusy do 7 skupín podľa typu genetického materiálu a mechanizmu ich replikácie.

Tu sú jednotlivé skupiny:

• Dvojvláknová DNA (napr. herpes vírusy)

• Jednovláknová DNA (napr. parvovírusy)

• Dvojvláknová RNA (rotavírusy)

• (+) RNA (pikornavírusy – vírus detskej obrny, hepatitída A)

• (-) RNA (chrípka, osýpky)

• Retrovírusy (HIV – využívajú reverznú transkriptázu)

• DNA s reverznou transkripciou (hepatitída B)

Tento systém je obzvlášť užitočný na pochopenie toho, ako vírusy interagujú s bunkami.

Vírusy môžu spôsobiť široké spektrum ochorení – od obyčajnej nádchy až po vážne chronické a smrteľné stavy.

Niektoré z najčastejších zahŕňajú:

• Chrípka a nádcha (respiračné vírusy)

• Vírusová gastroenteritída (rotavírus, norovírus)

• Hepatitída B a C (vírusy pečene)

• Herpes simplex (HSV-1 a HSV-2)

• Ľudský papilomavírus (HPV)

• HIV (AIDS)

Vírusy môžu byť tiež spojené s rozvojom autoimunitných ochorení, neurologických syndrómov (napr. encefalitída) a rakoviny.

Okrem známych faktov o vírusoch existujú aj niektoré zaujímavé a menej známe aspekty z ich sveta.

Tu je niekoľko z nich:

• Vírusy sú početnejšie ako všetky ostatné formy života dokopy.

• Existujú vírusy, ktoré infikujú iné vírusy – tzv. virofágy.

• Fágová terapia (použitie bakteriofágov proti bakteriálnym infekciám) zažíva znovuzrodenie ako alternatíva k antibiotikám.

Tieto fakty ukazujú, aký rozmanitý a stále málo preskúmaný je svet vírusov.

Sú vírusy živé?

Nie v úplnom zmysle slova. Nedokážu sa samostatne rozmnožovať a nemajú metabolizmus, ale v bunkách prejavujú „životu podobné“ funkcie.

Existuje liečba na vírusové infekcie? 

Niektoré áno. Existujú antivírusové lieky, ale ich účinnosť sa líši. Prevencia prostredníctvom očkovania je hlavným spôsobom kontroly.

Môže vírus spôsobiť rakovinu?

Áno, niektoré vírusy môžu vyvolať rakovinu, napríklad ľudský papilomavírus (HPV), ktorý súvisí s rakovinou krčka maternice a inými typmi nádorov. EBV a hepatitída B a C sú tiež spojené s rôznymi druhmi rakoviny.

Zdroje:

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3427559/

https://my.clevelandclinic.org/health/body/24861-virus