Інфекційний процес

Інфекційний процес

Медики та біологи бачать інфекційний процес по-різному. Інфекція для медика — це захворювання, у якого є набір симптомів і збудник; на цьому і будується діагностика та підбір лікування, тому що медик вважає, що даний збудник повинен викликати дане захворювання — і крапка. Біолог дивиться на це інакше. З його точки зору, це одна з найскладніших систем взаємодії в біології, тому що у нас є розмаїття тих, хто хворіє, і є збудник, який хоча і поводить себе певним чином, заданим йому генетикою і біохімією, але постійно еволюціонує.

Збудник — це живий організм, як правило, не такий складний, як хазяїн, але з безліччю найрізноманітніших спадкових факторів, які вступають, як і всі біологічні об'єкти, у відбір. І тому біолог має справу зі складною генетичною системою хазяїна і складною генетичною системою паразита. Вони взаємодіють, причому і та, і інша генетика — генетика хазяїна і генетика паразита — утворюють континуум різних фенотипів, і одна сітка накладається на іншу сітку. Звичайно, вихід з такої взаємодії буде дуже різноманітним, тому для біолога інфекційний процес — це насамперед зіткнення двох геномів, кожен з яких проходив свою еволюцію.

Швидше і простіше еволюціонує паразит: у нього за визначенням завжди більш короткий життєвий цикл, і він проходить набагато більше поколінь за той час, поки хазяїн проходить одне. Звідси випливає висновок, що не можна вважати інфекцію циклічним процесом, який від початку (зараження) до кінця (одужання або смерть) проходить якийсь набір чітко відомих етапів того, що відбувається. Навпаки, ми маємо справу з еволюцією і накопиченням мікробом мутацій усередині кожного хазяїна. Відбувається відбір мутацій, які підвищують пристосованість мікроба — звичайно, не індивідуальну, а популяційну. Еволюційна «стратегія» збудника — це створення великої та успішної популяції, яка повинна якомога довше не вбити хазяїна, бо зміна хазяїна — це завжди еволюційний, біологічний ризик. Коли ж зміна хазяїна стає неминучою, зробити це треба максимально ефективно. Тому щоразу, коли ми говоримо про інфекційний процес, потрібно мати на увазі, що на його початку і наприкінці ми маємо справу з не зовсім однаковою популяцією збудників.

Еволюція хазяїна і паразита йде різними шляхами. Теплокровний хазяїн, такий як, скажімо, ссавець або птах, має дві системи імунітету: вроджену та адаптивну. Вроджений імунітет мало чим відрізняється у всіх багатоклітинних. Але є птахи та ссавці, які мають ще й систему адаптивного імунітету, який являє собою з точки зору загальної біології досить цікаву річ: еволюція зациклюється в даному випадку на кожному індивідуальному організмі, який чимось заражений. Виходить, що вроджений імунітет еволюціонує як годиться, накопичуючи мутації, які успадковуються через звичайні закони генетики, а набутий імунітет — це еволюція імунної відповіді усередині одного організму. Імунна система адаптивного імунітету включає Т-лімфоцити і В-лімфоцити, рецептори яких виникають в результаті складної генетичної комбінаторики в поєднанні з мутаціями в тих генах, які кодують ці рецептори. Відбувається постійна селекція найбільш важливих для імунної відповіді клонів клітин, які закріплюються у вигляді так званої «імунологічної пам'яті». Тому і хазяїн зовсім не дурний: у нього є і система того, що еволюціонує згідно звичайним законам відбору та збереження мутацій, які впливають на пристосованість, і відточування власної імунної системи, яке відбувається протягом більшої частини життя під впливом того, з чим стикається хазяїн.

Така складна система взаємодії всередині хазяїна багато йому дозволяє. Але в підсумку все одно виграє паразит. Елементарний життєвий приклад: жодна хвороба, крім натуральної віспи, так і не була людством переможена. Швидкість еволюції паразитів така висока, що, незважаючи на всі ці складні системи захисту, ми не виграємо.

Якщо можна говорити про стратегію природного відбору або про тактику природного відбору генетично зовсім простих паразитів, слід зазначити швидкість мутаційного процесу. Зокрема, є всім відомі приклади вірусних хвороб — давно відомий грип або найбільш знаменита ретровірусна інфекція ВІЛ (вірус імунодефіциту людини). У цих вірусів тактика позбавлення від преса імунної відповіді хазяїна полягає в надзвичайно швидкій мутації ключових генів вірусу. Зміни в молекулах, на які спрямована імунна відповідь хазяїна, відбуваються так швидко, що хазяїн з цим просто не справляється — він намагається відповісти на те, чого у вірусі вже немає.

Інша тактика використовується більш складними паразитами, наприклад внутрішньоклітинними бактеріями, такими як туберкульозна паличка. Одна з цікавих деталей полягає в тому, що такі складні паразити, як збудник туберкульозу, збудник сальмонельозу, настільки хитро користуються способами придушення корисних для хазяїна реакцій, що втягують у це навіть власні продукти хазяїна. Зокрема, деякі внутрішньоклітинні процеси, які повинні відбутись, щоб хазяїн міг убити такого внутрішньоклітинного паразита, блокуються цим паразитом. Він змінює біохімію хазяїна не тільки за допомогою своїх власних продуктів, що було б природно, тому що він теж еволюціонує, але навіть залучає до цього власні продукти хазяїна і заважає хазяїну вбивати себе.

Це дуже складна система взаємодій. Оскільки все зав'язано на генетичній різноманітності, то, зрозуміло, ми не можемо говорити про те, що будь-який інфекційний процес розвиватиметься універсальним способом. Це буде залежати від того, яка конкретно популяція збудника потрапить в хазяїна, розвинеться в ньому і який конкретно хазяїн зі своїм репертуаром імунних реакцій, зі своїм репертуаром рецепторів буде в даному випадку відповідати на інфекцію.

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також

Найбільше на Землі шоу відбувається протягом всієї нашої історії, і всі ми активно приймаємо в ньому участь, наполягає Річард Докінз. Це шоу – біологічна еволюція. Пропонуємо вам ознайомитись з книгою англійського етолога, еволюціоніста та популяризатора науки «Найбільше шоу на Землі: свідоцтва еволюції» («The Greatest Show on Earth: The Evidence for Evolution»).

X

Вхід

Завантажую...