Вирусы в жизни человека

Вирусы в жизни человека

Введение

Одной из актуальных тем в настоящее время является тема вируса и его лечения.

"Что такое вирус?", "Как не подцепить вирус?", "Какие меры применять, если ты заболел вирусом?"-актуальные вопросы современного общества.

Мой интерес появился к этой теме после вспышки нового вируса в Китае. В этой проектной работе мне хотелось бы найти ответы на эти вопросы.

Перед собой я поставил следующую цель: изучить влияние вируса на организм человека.

Цель я попытаюсь достичь, решив следующие задачи:

1 познакомиться с историей возникновения науки вирусологии

2 углубить свои знания о строении вируса

3 изучить научную классификацию вирусов

4 познакомиться со способами передачи вирусных инфекций

5 проверить эффективность защитных свойств медицинских масок

Объектом моего проекта является вирус.

Предмет исследования влияние на организм.

Гипотезу я выдвинул следующую: если правильно использовать средства индивидуальной защиты, то можно избежать заражения вирусными заболеваниями.

ГЛАВА 1. Теоретическая часть.

1. История вирусологии

По мере накопления данных об инфекционных заболеваниях различных организмов стало очевидно, что далеко не все из них вызываются патогенами, известными на тот момент — бактериями, протистами или микроскопическими грибками. В частности, Луи Пастер не смог найти агент, вызывающий бешенство, и предполагал, что этот патоген слишком мал, чтобы увидеть его в микроскоп. В 1884 году французский микробиолог Шарль Шамберлан изобрёл фильтр (сейчас известный как фильтр Шамберлана или фильтр Шамберлана—Пастера), поры которого меньше бактерий. С помощью этого фильтра можно полностью удалить бактерии из раствора. В 1892 году русский биолог Дмитрий Ивановский использовал его для изучения вида, сейчас известного как вирус табачной мозаики. Его эксперименты показали, что экстракт перетёртых листьев заражённых растений табака сохраняет инфекционные свойства и после фильтрации. Ивановский предположил, что инфекция может вызываться токсином, выделяемым бактериями, однако он не развил эту идею. В то время считалось, что любой инфекционный агент можно выделить на фильтре и выращивать в питательной среде — таков один из постулатов микробной теории болезней. Кроме того, Ивановский в оптическом микроскопе наблюдал в заражённых клетках растений кристаллоподобные тела, которые в современном понимании являлись скоплениями вирусов, впоследствии они были названы «кристаллами Ивановского.

В 1898 году голландский микробиолог Мартин Бейеринк повторил эксперименты Ивановского и пришёл к выводу, что прошедший сквозь фильтр инфекционный материал есть не что иное, как новая форма инфекционных агентов. Он подметил, что агент размножался только в делящихся клетках, однако его опыты не выявили того, что он представляет собой частицы. Бейеринк назвал его Contagium vivum fluidum (дословно лат. растворимый живой микроб) и вновь ввёл в употребление слово «вирус». Он утверждал, что по своей природе вирус жидкий. Эта теория впоследствии была опровергнута Уэнделлом Стэнли, доказавшим, что вирусы представляют собой частицы. В том же году Фридрих Лёффлер и Пауль Фрош обнаружили первый вирус животных — возбудитель ящура (афтовирус), пропустив его через схожий фильтр.В начале XX века английский бактериолог Фредерик Туорт открыл группу вирусов, инфицирующих бактерии (сейчас они известны как бактериофаги или просто фаги), а франко-канадский микробиолог Феликс Д’Эрелль описал вирусы, которые при добавлении к бактериям на агаре образуют вокруг себя пространство с мёртвыми бактериями. Д’Эрелль сделал точные разведения суспензии этих вирусов и установил наибольшее разведение (наименьшую концентрацию вирусов), при котором не все бактерии погибают, но тем не менее образуются отдельные области с мёртвыми клетками. Подсчитав число таких областей и учитывая коэффициент разведения, он определил число вирусных частиц в первоначальной суспензии. Фаги были объявлены потенциальным средством от болезней, таких как тиф и холера, однако это было забыто в связи с открытием уникальных свойств пенициллина.

Изучение фагов дало информацию о явлении «включения» и «выключения» генов, а также позволило использовать их для введения в бактериальный геном чужеродных генов.

1. Строение вируса.

Полноценная по строению и инфекционная, т.е. способная вызвать заражение, вирусная частица вне клетки называется вирионом. Сердцевина («ядро») вириона содержит одну молекулу, а иногда две или несколько молекул нуклеиновой кислоты. Белковый чехол, покрывающий нуклеиновую кислоту вириона и защищающий ее от вредных воздействий окружающей среды, называется капсидом. Нуклеиновая кислота вириона является генетическим материалом вируса (его геномом) и представлена дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) или рибонуклеиновой кислотой (РНК), но никогда двумя этими соединениями сразу. (Хламидии, риккетсии и все другие «истинно живые» микроорганизмы содержат одновременно ДНК и РНК.) Нуклеиновые кислоты самых мелких вирусов содержат три или четыре гена, тогда как самые крупные вирусы имеют до ста генов.

У некоторых вирусов в дополнение к капсиду имеется еще и внешняя оболочка, состоящая из белков и липидов. Она образуется из мембран зараженной клетки, содержащих встроенные вирусные белки. Термины «голые вирионы» и «лишенные оболочки вирионы» используются как синонимы. Капсиды самых мелких и просто устроенных вирусов могут состоять лишь из одного или нескольких видов белковых молекул. Несколько молекул одного или разных белков объединяются в субъединицы, называемые капсомерами. Капсомеры, в свою очередь, образуют правильные геометрические структуры вирусного капсида.

У разных вирусов форма капсида является характерной особенностью (признаком) вириона.

Вирионы со спиральным типом симметрии, как у вируса табачной мозаики, имеют форму удлиненного цилиндра; внутри белкового чехла, состоящего из отдельных субъединиц – капсомеров, находится свернутая спираль нуклеиновой кислоты (РНК). Вирионы с икосаэдрическим типом симметрии (от греч. eikosi – двадцать, hedra – поверхность), как у полиовируса, имеют сферическую, а точнее, многогранную форму; их капсиды построены из 20 правильных треугольных фасеток (поверхностей) и похожи на геодезический купол. (Приложение1,2)

1. Классификация вирусов

Классификация вирусных инфекций в соответствии с системой пораженных органов (например, легкие, желудочно-кишечый тракт, кожа, печень, ЦНС, слизистые мембраны) может быть клинически приемлема, хотя определенные вирусные заболевания (например, свинка) классифицировать трудно.

Распираторные инфекции

Инфекция верхних дыхательных путей – это, вероятно, наиболее распространенные вирусные инфекции. Респираторные инфекции с большей вероятностью могут вызвать тяжелые симптомы у детей грудного возраста, у пожилых и у пациентов с заболеваниями легких или сердца.
Респираторные вирусы включают в себя вирусы эпидемического гриппа (A и В), вирусы птичьего гриппа типа А (H5N1 и H7N9), вирусы парагриппа 1-4, аденовирусы, респираторно-синцитиальные вирусы А и В и метапневмовирус человека и риновирусы ( Некоторые респираторные вирусы).

Инфекции желудочно-кишечного тракта

Гастроэнтерит обычно вызывается вирусами и передается от человека к человеку фекально-оральным путем. Прежде всего поражаемая возрастная группа зависит от вируса:

• Ротавирус: дети

• Норовирус: дети старшего возраста и взрослые

• Астровирус: обычно младенцы и маленькие дети

• Аденовирус 40 и 41: младенцы

• Возбудители, похожие на коронавирус: младенцы

Локальные эпидемии могут наблюдаться у детей, особенно в течение более холодного времени года.Главные симптомы – рвота и диарея.

Экзантематозные инфекции

Некоторые вирусы вызывают только поражения кожи (как при контагиозном моллюске и бородавках); другие могут вызывать системные проявления или поражения кожи на различных участках поверхности тела ( Некоторые экзантематозные вирусы).Передача, как правило, происходит от человека к человеку; переносчик альфавирусов – москит.

Инфекции печени

По крайней мере 5 специфических вирусов (вирусы гепатита А, B, C, D и E) могут вызвать гепатит; каждый вызывает определенный тип гепатита. Вирус гепатита D может заражать только в том случае, если есть гепатит B. Передача от человека к человеку происходит при контакте с зараженной кровью или выделениями и фекально-оральным путем при гепатите А и E (генотипы 1 и 2).
Другие вирусы также могут поражать печень, как часть их патологического процесса. Распространенные примеры – цитомегаловирус, вирус Эпштейна – Барр и вирус желтой лихорадки. Менее распространенные примеры – экховирус, коксавирус и вирусы простого герпеса, кори, краснухи и ветряной оспы.

Неврологические инфекции

Большинство случаев энцефалита вызываются вирусами ( Некоторые вирусы, поражающие нервную систему). Заражение людей многими из этих вирусов происходит при укусах кровососущих членистоногих, главным образом комаров и клещей; эти вирусы называются арбовирусами (вирусы, которые передаются членистоногими). Для таких инфекций предотвращение включает избегание укусов москитов (комаров) и клещей.

Геморрагическая лихорадка

Определенные вирусы вызывают лихорадку и склонность к кровотечениям и кровоизлияниям ( Некоторые вирусы, которые, вызывают геморрагическую лихорадку и Арбовирусы, аренавирусы и филовирусы). Распространяется москитами, клещами или контактом с зараженными животными (например, грызуны, обезьяны, летучие мыши) и людьми. Профилактика включает в себя избегание контактов с переносчиками.

Инфекции кожи или слизистых оболочек

Некоторые вирусы вызывают поражения кожи или слизистой оболочки, которые рецидивируют и могут стать хроническими ( Некоторые вирусы, которые вызывают рецидивирующие или хронические поражения кожи или слизистых оболочек). Инфекции, поражающие кожу и слизистые оболочки – наиболее распространенный тип вирусной инфекции простого герпеса. Вирус папилломы человека вызывает бородавки; некоторые подтипы вызывают рак шейки матки, другие - аногенитальный рак и орофарингеальный рак.

4.1. Способы передачи вирусных инфекций

Передача при контакте от человека к человеку.

Заболевание с множественным поражением различных систем и органов

Энтеровирусы, которые включают коксакивирусы и экховирусы, могут вызывать различные мультисистемные синдромы, как и цитомегаловирусы ( Некоторые вирусы, которые вызывают заболевания множественными поражениями различных систем и органов).

Заражение происходит фекально-оральным путем.

Неспецифическое фебрильное заболевание

Некоторые вирусы вызывают неспецифические симптомы, включающие лихорадку, недомогание, головные боли и миалгию ( Некоторые вирусы, которые вызывают неспецифическое острое фебрильное заболевание и Заболевания, вызываемые арбовирусом, аренавирусом и филовирусом). Передача обычно происходит через насекомых или членистоногих.

Лихорадка долины Рифт редко прогрессирует до поражений глаз, менингоэнцефалита или геморрагической формы (у которой 50% смертность).

Глава 2. Практическая часть

2.1. Виды средств индивидуальной защиты

В первую очередь, все средства индивидуальной защиты различаются по направленности на защиту определенной части тела. Так, например, выделяют такие виды СИЗ:

• Средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД)

• Средства индивидуальной защиты кожи

• Средства индивидуальной защиты головы

• Средства индивидуальной защиты лица

• Средства индивидуальной защиты слуха

• Средства индивидуальной защиты рук

Существуют также медицинские средства индивидуальной защиты  — это медицинские препараты, материалы и специальные средства, предназначенные для использования в боевой обстановке и чрезвычайных ситуациях с целью предупреждения поражения или снижения эффекта воздействия поражающих факторов и профилактики осложнений. Одним из таких средств является медицинская одноразовая маска.

2.2. Исследование эффективности медицинской маски как средства индивидуальной защиты.

Медицинская маска. Вечный спор - носить или нет, защищает или нет?

Целью практической части моей работы стало исследование эффективности медицинской маски как индивидуального средства защиты.

Исследование №1. Могу ли я заразить?

Цель: определить, пропускает ли маска аэрозольные частицы.

Вирусы очень малы. Они распространяются вместе с выдыхаемым нами воздухом.

Ход работы: 1. Дышим на стекло без маски;

2. Дышим на стекло в маске;

3. Имитируем кашель и чихание в маске.

Результат: во втором случае паровой след значительно меньше. При кашле след отсутствует полностью (Приложение 3).

Это говорить от том, что маска препятствует проникновению аэрозольных частиц, а значит и большая часть вирусов тоже будет оставаться внутри маски.

Исследование №2. Могу ли я заразиться?

Цель: определить, проникают ли вирусы через медицинскую маску при вдохе.

Ход работы: берем нашатырный спирт. Размеры молекул нашатырного спирта несколько больше вирусов. Определяем запах нашатырного спирта через медицинскую маску на различном расстоянии.

Результат: при вдохе паров нашатырного спирта я почувствовал запах, но он не был очень резким, если спирт поднести непосредственно к носу. При повторном проведении опыта на большем расстоянии я не почувствовал запаха, только слезоточивость. Это говорит о том, что доля молекул спирта, а значит и вирусов, которую пропускает маска, зависит от расстояния. (Приложение 4)

Проведя исследование, я пришел к следующим выводам:

1. Медицинская маска задерживает аэрозольные частицы, а значит и большую часть вирусов.

2. Доля молекул спирта, а значит и вирусов, которую пропускает маска, зависит от расстояния.

3. Эффективность маски зависит от правильности ее ношения. (Приложение 5)

4. Эффективность медицинской маски не зависит от того, какой стороной ее носить (т.к. это не прописано в инструкции и установочных документах).

5. Медицинскую маску необходимо менять каждые 2 часа.

Заключение:

В настоящее время биология заняла лидирующее положение в естествознании. Такие термины, как «век биологии», «биологическая революция» характеризуют новый этап научно- технической революции и всевозрастающую роль биологических исследований в жизни человеческого общества.

Биологическая революция отразилась на облике современной вирусологии, обогатив её рядом важнейших результатов и подняв на качественно новый уровень. Из науки описательной вирусология превратилась в точную биологическую дисциплину.

Проведенные исследования позволили мне не только актуализировать свои знания по данной теме, но и помогли приобрести новые научные и практические знания.

В результате проведения исследовательской работы я достиг поставленной мною цели: изучить влияние вируса на организм.

Цель я достиг, решив следующие задачи:

1 познакомиться с историей возникновения науки вирусологии

2 углубить свои знания о строении вируса

3 изучить научную классификацию вирусов

4 познакомиться со способами передачи вирусных инфекций

5 проверить эффективность защитных свойств медицинских масок

Изучив литературу, данной теме, и проведя исследования, я пришел к следующим выводам:

1) вирусы имеют очень малые размеры тела;

2) они не имеют клеточного строения;

3) все вирусы проходят особый цикл развития в организме хозяина;

4) существует несколько способов передачи вирусов;

5) жизнеспособность вирусов зависит от внешних факторов;

6) для того, чтобы снизить риск заражения вирусом необходимо соблюдать правила личной гигиены, использовать средства индивидуальной защиты.

Таким образом, гипотеза, выдвинутая мной вначале работы, не подтвердилась: если правильно использовать средства индивидуальной защиты, то полностью не избежать заражения вирусными заболеваниями, возможно лишь снизить риск заражения.

Библиографический список

1. Винчестер А. Основы современной биологии, Москва: издательство «Мир»;1992г.

2. Жданов В. М., Ершов Ф. И., Новохатский А. С. Тайны третьего мира, Москва: издательство «Знание»; 1989г

3. Мамонтов С.Г. , Захаров В.Б. Общая биология, Москва: Просвещение; 2015г.

4. Источники интернет-сайтов

Приложение 1

Строение вируса

Приложение 2

Многообразие строения вирусов

Приложение 3

Могу ли я заразить?

Приложение 4

Могу ли я заразиться?

15