Koronavírus v tele Ako unesie naše bunky
Vírus paralyzuje naše životy. Ako to funguje? A čo sa deje v tele infikovanej osoby? Cesta vírusom.
Pôsobí v utajení. Jeho špecializáciou je maskovanie. Nikto nevie, kde to je a kedy. Ani bunky, ktoré unesie. Opatrovníci to nemôžu zistiť a nemôžu spustiť poplach. Aj keď už dávno dorazil do vnútra vašej bunky a znásobí sa tam. Stokrát až tisíckrát. Ale potom už bude neskoro. Vírusový stav. Núdzová situácia.
Vírus paralyzuje naše životy. Ako to funguje? A čo sa deje v tele infikovanej osoby? Cesta vírusom.
Pôsobí v utajení. Jeho špecializáciou je maskovanie. Nikto nevie, kde to je a kedy. Ani bunky, ktoré unesie. Opatrovníci to nemôžu zistiť a nemôžu spustiť poplach. Aj keď to už dávno prišlo do vnútra vašej cely a množia sa tam. Stokrát až tisíckrát. Ale potom už bude neskoro. Vírusový stav. Núdzová situácia.
Dni predtým, ako stále čaká v kvapôčke. Jeden kýchnutie, jeden kašeľ a letí vzduchom spolu s zástupmi rovnako zmýšľajúcich ľudí, ktorí sú atomizovaní na všetky strany. Niektorých sa dotýka jarné slnko a UV lúče ich ničia. Iní pristávajú na dverách alebo záhradných laviciach. Číhajú tam až tri dni a majú jediný cieľ: nájsť hostiteľa a prekabátiť ho. Ak neuspejú, rozpadnú sa. Ak sa to podarí, ľudia môžu zomrieť.
Je to boj na život a na smrť. Evolution na to pripravil vírus. Má pôvod v Číne, pravdepodobne netopier. Pangolín mu mohol slúžiť ako medzihostiteľ alebo iný cicavec. Virológovia presne nevedia, ako to začalo skákať zo zvieraťa na človeka a potom z človeka na človeka. Tiež nevedia, prečo je takzvaný Sars-CoV-2 desaťkrát nebezpečnejší ako bežná chrípka. Alebo prečo jeden z piatich vážne ochorie na pľúcne ochorenie Covid-19, skončí na jednotke intenzívnej starostlivosti alebo možno dokonca zomrie. Ale vedia, že tento vírus je putujúci, zlý a bezohľadný.
Hroty ako tajná zbraň
Sars-CoV-2 pochádza z rodiny koronavírusov. Jeho príbuzní sa nazývajú Sars alebo Mers a pri 120 nanometroch sú ešte menšie ako mnohé iné vírusy. Názov Corona je inšpirovaný hrotmi, ktorými je jeho povrch posiaty a vďaka ktorým vírusová častica vyzerá ako malý kráľ. Hroty môžu pripomínať korunu, ale sú oveľa viac než to; tajná zbraň, kľúč k tým bunkám, ktoré sa nachádzajú hlavne v nose, ústach, pľúcach alebo v kardiovaskulárnom systéme. Chce to niekam ísť, musí, aby nezahynuli.
Jeho cesta je plná prekážok a konkurencia je veľká. Desaťtisíce rôznych vírusov sa každý deň snažia preniknúť medzi ľudí alebo zvieratá. Pre vírusy nie sú ničím iným než gigantickými pevnosťami hostiteľa, ktoré treba dobyť. Cez kožu? Žiadna šanca. Je to neprekonateľné pre korónový vírus ako pre ľudí konkrétny bunker. Vydržať si sendvičové sústo? Je to dobrý nápad, iba ak to neskončí vo vašom žalúdku. Tam hlboká, a teda kyslá hodnota pH, rozpustí jej ochranný obal. Riziko je tiež na stoloch alebo na prstoch, kde hrozí smrť z mydla.
Najbezpečnejšia cesta je najjednoduchšia. Do úst, nosa alebo očí - tie vchody, ktoré sú otvorené. To je obzvlášť ľahké, keď sa vírus transportuje priamo na miesto určenia prstom, napríklad keď sa človek dotkne jeho pier. Mnoho vírusových častíc zasahuje obojok už v slizniciach. Niektorí vidia, ako zuby ich kolegov trhajú molekuly. Čím bližšie sa dostanú k bunkám v ústnej dutine alebo na stenách hrdla, tým je pravdepodobnejšie, že budú napadnutí. Je dôležité dostať sa čo najrýchlejšie von alebo do bunky.
Pred bránami buniek sa vírus tvári, že prichádza v pokoji. Je dobre maskovaný svojimi hrotmi. Ako proteín, ktorý dokuje bunky a dodáva im látky alebo správy. Koronavírus napodobňuje tento proces. Jeho bodnutie zapadá do bunkového receptora rovnako perfektne ako kľúč do kľúčovej dierky. Bunka nevinne obalí vírus svojou bunkovou membránou a prakticky ho pohltí. Tento proces sa nazýva endocytóza. Zvyčajne je to nevyhnutné, ale teraz smrteľné. Aké fatálne sa ukážu neskôr. Človek zatiaľ nič z toho nepociťuje.
Trik je rovnako jednoduchý a starý ako ľudstvo samo. Takto vzali Gréci Tróju do mytológie. Dnes sa tieto počítačové programy nazývajú trójske kone, ktoré prenikajú do cudzích systémov, ako je koronavírus, do hostiteľských buniek. Musíte byť veľmi opatrní, aby vás neodhalili strážcovia. Desiatky z nich nepretržite hliadkujú po cele, aby vypátrali votrelcov. Vírus sa skrýva. Absolútne chce zabrániť tomu, aby títo strážni psi vysielali látky posla, aby varovali susedné bunky, a tým spustili kaskádu poplašných signálov. Čím dlhšie to zvláda, tým neskôr sa začne antivírusový stav a celé telo sa uvedie do poplachového stavu. „Pozor, pozor, niečo tu nie je v poriadku, pripravte sa na najhoršie.“
Zatiaľ to však nie je tak ďaleko. Vírus stále nemusí bojovať proti fagocytom ani protilátkam. Môže to fungovať v pokoji. So svojím genómom, molekulou RNA, preberá kontrolu nad centrálnymi bunkovými kontrolami a prepisuje stavebný program v bunkovom jadre. Ďalej sú privolaní pracovníci. Dôležité procesy prechádzajú na produkciu vírusov. Bunka mutuje do tajnej továrne na vírusy. Nové vírusové častice sa rýchlo vypľujú jeden po druhom. Ak sa niekto rozhliadne okolo seba, vidí všetky svoje kópie.
Za pouhých šesť až osem hodín z nich vyrastie skupina asi 1 000 nováčikov vírusov. Čím viac ich je, tým silnejšie sú v bunke, takmer klaustrofobické. Je tam skrumáž. Prvý začne hľadať východisko a nájde ho tam, kde sa bežne odvážajú odpadky. Ty odchádzaš. Len vypadni odtiaľto.
Je otázkou času, kedy bude kryt odhalený. Hostiteľská bunka pomaly hrozí, že sa zrúti. Vaše systémy sú preťažené a kolabujú. Ak nič nefunguje, aktivuje sa program sebadeštrukcie. V záujme ochrany ostatných spácha unesená bunka samovraždu. Rozkladá sa na všetky jeho jednotlivé časti. Pre vírusy je to spočiatku dobrá vec. Konečne sú na slobode, konečne môžu robiť to, čo robia: vyrojiť sa a ponáhľať sa do jednej zo susedných buniek, kde sa všetko začína odznova. Ak by ich nebodaj všetky tieto fagocyty prerušili v ceste, obkľúčte ich a napadnite.
Vírusy proti fagocytom
Začala sa rozhodujúca fáza. Vírus je vystavený, rozpoznaný a lokalizovaný ľudským imunitným systémom. Teraz sa musí vyzbrojiť proti pomocníkom, ktorí sa ponáhľajú odkiaľkoľvek. Zachytávacie bunky sú prvé, ktoré sa ich chcú zbaviť a dostať ich von. Vírusy, ktoré sú už v hostiteľovi, tiež nie sú v bezpečí. Je to zabitie. Ústna dutina sa zmení na bojisko a takisto aj hrdlo. Všetko sa stáva klzkým, lepkavým a slizkým.
Vírusy sa snažia niekde držať, aby ich sliz nezmietol a nezlikvidoval vo vreckovke. Prvé príznaky sú badateľné 2 až 20 dní po infikovaní prvej bunky, napríklad nádcha, bolesť hrdla alebo kašeľ. Ochorenie dýchacích ciest Covid-19 vzniklo z vírusu Sars-CoV-2. Teraz už ľudia necítia vírus, ale skôr reakciu imunitného systému na neho. Otázka: ako dobre to funguje? Kto je efektívnejší, fyzická obrana alebo vírus?
Vo väčšine prípadov nebude Sars-CoV-2 úspešný. Potom môže byť rád, keď ho vyfúkne kašeľ a môže začať znova na čerstvom vzduchu, napríklad na záhradnom stole alebo na západke dverí.
Každý piaty prípad je ťažký. Vírus sa šíri ďalej. Dolu hrdlom smerom k pľúcam. Aj keď je to čoraz ťažšie, musí sa poponáhľať, pretože zrazu je všade tak horúco. Obrana vedie k ďalšiemu zvýšeniu telesnej teploty, k lepšiemu vháňaniu fagocytov, takzvaným veľkým jedákom, ktorí vírus ničia.
Po niekoľkých dňoch musí utiecť zo zabíjačských buniek, ktoré sa množia rovnako rýchlo ako vírusy v ich továrňach na vírusy. Najohrozujúcejšie sú protilátky, ktoré rozpoznali vírusový systém a zamerali svoje hroty. Ak sú neutralizované, vírus je vyradený z činnosti. Všade ešte nie sú takí nebezpeční protivníci. Ak je imunitný systém oslabený, vírus má ľahkú prácu. Lekári vo Švajčiarsku s ním potom bojujú antivírusovým liekom proti HIV Kaletra, maláriou chlorochínom alebo novým antivírusovým liekom Remdesivir.
Vo Švajčiarsku je vzácny a používa sa v núdzových prípadoch, pretože ešte nebol schválený. Ten by však mal byť čoskoro uvedený na trh v klinických štúdiách. Lieky sú navrhnuté tak, aby zabránili vírusu v tom, aby sa dostal tam, kde je skutočne nebezpečný: hlboko do dolných pľúcnych buniek. Tam to môže spôsobiť skutočný masaker, infikovať alveoly a celé tkanivo. Začína to byť nebezpečné.
Bojujte za pľúca
Sars-CoV-2 sa nemôže šíriť v pľúcach bez odporu. Veľkí jedáci to napádajú. Existujú aj T bunky, ktoré sa postavia proti vírusu, a navyše celý kokteil poslíčkovitých látok podobných hormónom. Všetky signalizujú: poplach v pľúcach. Teraz ide o boj s nepriateľom. Ak nemôžu chrániť pľúca, hrozí úplné zrútenie. Imunitný systém sa zúfalo snaží odstrániť bunky infikované vírusom. Často ani nevedia, na koho útočia.
V pľúcach sa vyskytuje obrovský neporiadok, veľký infiltrát buniek produkujúcich tridsať až štyridsať rôznych enzýmov. Tieto látky prenášajúce signál vysielajú príkaz: Venujte pozornosť! Bráňte sa! Znásobte sa! Všetko je jasne červené, opuchnuté, boľavé. Zvyšuje sa tlak. Bolesť sa zvyšuje pri stláčaní blízkych nervových buniek. Telesná teplota stále rastie, pretože sa rozkladá nespočetné množstvo buniek.
A to vedie k nekontrolovateľnému stavu v tele. Najmä preto, že pľúca už nie sú schopné správne absorbovať kyslík. Imunitný systém je úplne preťažený. Opuch nastáva, pretože alveoly sú silné a blokované. Zásoba kyslíka sa navyše stáva nedostatočnou, čo ešte viac zhoršuje situáciu. Vytvorený hlien už nemôže odtekať. Pacient lapá po vzduchu, dýcha stále rýchlejšie.
Napriek tomu však existuje pocit veľkej dýchavičnosti. Existuje riziko smrti udusením. Lekári musia dávať kyslík cez hadičku. Zvyšujete jeho koncentráciu z bežných 20 percent na 50 až 70 percent. Kvapky v pľúcach sa zväčšujú a z medzičlánkov uniká tekutina. Dýchacie cesty sa oslabujú. Zápal sa šíri z pľúc do celého tela.
Možné sú srdcové arytmie, vypadávanie obličiek, pokles krvného tlaku a zlyhanie viacerých orgánov. Všetko spolu vedie k kolapsu imunitného systému. Nakoniec niekedy ani nie je úplne jasné, na čo niekto zomiera.
Pacient je pod sedatívami a takmer nič nevníma. Tí, ktorí prežijú, si už zvyčajne nemôžu pamätať, čo s nimi vírus urobil. Zatiaľ nie je jasné, či bude zotavená osoba odteraz imunná voči vírusu.
A vírus, ten maličký ruffian? Ak osoba zomrie, je hotovo. Pokiaľ však pred smrťou nekašľal a nepreniesol vírus von. Potom hľadá nového hostiteľa a všetko sa začína odznova.
Vírus existuje krátko na to, inak je vždy polomŕtvy a nikdy živý.
Naši odborníci
Tento text je založený na rozhovoroch s piatimi ľuďmi:
Cornel Fraefel je profesor virológie a riaditeľ Virologického ústavu na univerzite v Zürichu.
Huldrych Günthard je infektológ na Klinike infekčných chorôb a hygieny nemocníc na Lekárskej fakulte Zürišskej univerzity.
Beda Stadler je biológ, emeritný profesor a bývalý riaditeľ Inštitútu pre imunológiu na univerzite v Berne.
Volker Thiel je výskumný pracovník v oblasti korónov a profesor na Inštitúte pre virológiu a imunológiu na univerzite v Berne.
Pietro Vernazza Vedúci lekár na klinike pre infekčné choroby a hygienu nemocníc v kantonálnej nemocnici St. Gallen.