Teadus zombiviiruste ja -nakkuste taga

Zombiviirused ja -nakkused, need ei ole ainult ulme- ja õudusfilmide väljamõeldis. Tegelikult on teadlased uurinud patogeene, mis võivad mõjutada oma peremeesorganismide käitumist märkimisväärsel määral. Kas olete kunagi mõelnud, mis on tõeline teadus nende taga? Sukeldume sügavale viiruste ja nakkushaiguste maailma, mis võivad muuta elusolendeid peaaegu “zombideks”, uurides, kuidas need toimivad ja millised on võimalikud ohud inimkonnale.

Zombie-kirjandus on viimastel aastakümnetel muutunud üha populaarsemaks, kuid zombipuhangute päritolu varieerub sõltuvalt selle lähtematerjalist.

George A. Romero kultusklassikas Elavate surnute öö, igaüks, kes sureb, muutub reanimeeritud lihasööjateks kummitusteks. sisse Kõndivad surnud, on zombide nakatumine seotud õhus leviva viirusega, mis nakatab kõiki, aeglustab lagunemist ja taasaktiveerib inimese ajutüve pärast inimese surma. Verega leviv viirus on nii tugev 28 päeva hiljem et vaid ühest tilgast verd või muust kehavedelikust piisab, et ohvrid mõne sekundi jooksul pärast nakatumist ohjeldamatu raevuga meeletusse ajada. Ja sõltuvalt sellest, milline neist Resident Evil Osades, mida olete mänginud, on zombiapokalüpsis seotud kas sajandeid vana seene või laboris valmistatud viirusega, mis võib põhjustada geneetilisi mutatsioone kõigil, kes sellega kokku puutuvad.

Pärast COVID-19 levib mõte laialt levinud pandeemiast, mis muudab inimesed zombideks, kindlasti meie kõige kohutavamate õudusunenägude sügavaimatest nurkadest. Teaduslikult pole sellist asja nagu zombie viirus olemas. Kuid zombie narratiivid põhinevad sageli teaduslikul tõel nakkuste leviku kohta.

Kliiniline mikrobioloog Anisha Misra, PhD, uurib zombide pärimuse taga olevaid teadusi ja selgitab, miks kõik on praegu seennakkuste võimalike ohtude osas relvastatud.

Levinud zombimüüdid selgitatud

Zombimüütidest on mitmel meediumil pikk nimekiri. Peaaegu igaüks neist on juurdunud mõnes teaduslikus tões:

Kas seeninfektsioon võib mõjutada inimese käitumist?

Viimane meie seast on HBO videomängusaade, milles korditseps käivitab laialt levinud zombiapokalüpsise. Loos on korditseps parasiitseen, mis võtab teie keha võimust ja põhjustab seente eoste või mütseeli (kõõluste) kaudu teisi nakatamist.

Tegelikult ei saa korditseps inimesi nakatada, välja arvatud see on parasiitseen, mis nakatab teatud tüüpi putukaid kindlates geograafilistes piirkondades. Tegelikult on korditsepsi liike rohkem kui 750 ja igaüks neist on suunatud teatud tüüpi putukatele. Vähemalt kahel neist liikidest on inimeste tervisele kasu. Kuid kas peaksime muretsema korditsepsi võimaliku inimese seennakkuse pärast?

“Pole tõenäoline, et korditseps hüppab liikidesse ja nakatab inimest samal viisil, nagu etendus meid lõbustab,” ütleb dr Misra. “Kuid see toob esile tõelise punkti: seened võivad arendada termotolerantsust (resistentsust kõrgetele temperatuuridele) ja nakatada kõrgema kehatemperatuuriga inimesi.”

Tegelikult see juba toimub. Mõnele seenele meeldib Candida auris põhjustavad uusi ja laialt levinud nakkusi, arvatavasti seetõttu, et globaalne soojenemine, kõrgemad temperatuurid ja suurem nõrgenenud immuunsüsteemiga inimeste populatsioon muudavad selle võimalikuks.

“Kuna need seenorganismid on suutnud kohaneda ja inimeste sees infektsioone põhjustada, on neist saanud huvipakkuvad organismid,” lisab dr Misra.

Kas viirused võivad muuta meie geneetilist koodi?

Resident Evil eristub teistest zombipärimustest, kuna see keskendub ideele, et zombiviirus võib muuta või muuta teie geneetilist koodi. Need muutused viivad seejärel tohutute füüsiliste mutatsioonideni, mis muudavad nakatunud inimest igaveseks.

“See kontseptsioon põhineb tõel,” ütleb dr Misra. «Viirustel on lihtne struktuur, mistõttu nad ei saa ise paljuneda. Nad toetuvad viiruste paljunemiseks ja tootmiseks peremeesraku masinatele. Mõned viirused teevad seda, sisestades meie inimrakkudesse oma DNA või RNA.

Kuid viiruste tagajärjel tekkivad geneetilised mutatsioonid on palju peenemad, kui zombide väljamõeldised usuvad.

Üks võimalus sellele mõelda on kujutada iga üksikut rakku oma kehas väikese linnana ja iga raku tuuma oma raamatukoguna, mis talletab geneetilise teabe (DNA) raamatuid ja selle teabe (RNA) funktsionaalseid koopiaid. selgitada, kuidas läbi viia mitmeid bioloogilisi protsesse.

Iga viiruse eesmärk on toota endast massiliselt koopiaid, kuid see ei saa seda üksi teha – seega peab ta selle töö tegemiseks kasutama teeke (teie tuumasid). Viirused teevad seda mitmel viisil, kuid teatud tüüpi viirus, mida nimetatakse retroviiruseks, teeb endast koopiaid, surudes oma geneetilise koodi tervetesse, seotud DNA kogustesse. Kui teie rakud kasvavad ja paljunevad, kopeeritakse see DNA koos retroviiruse fragmentidega uuteks rakkudeks, nii et selle kopeerimist saab jätkata ka pärast esialgset nakatumist.

Ja mõnikord nakatab retroviirus sugurakku (rakk, mis areneb reproduktiivrakuks). Kui see juhtub, võidakse osa retroviiruse DNA-st edasi anda teie järglaste DNA-sse. Aja jooksul muutub see, mis sai alguse lihtsa viirusena, osaks teie tegelikust geneetilisest koodist. Tegelikult koosneb umbes 8% meie inimese genoomist mitteaktiivsetest viiruse fragmentidest.

“See on juhtunud aja jooksul miljoneid aastaid ja on viiruseid, mis nakatavad ja integreeruvad meie inimese genoomi,” ütleb dr Misra.

Mõned retroviirused, mis võivad teie geneetilist koodi muuta, on järgmised:

• Inimese papilloomiviirus (HPV).
• Epstein-Barri viirus (EBV).
• B-hepatiit.
• C-hepatiit.
• Inimese immuunpuudulikkuse viirus (HIV).

Oluline on märkida, et kuigi neil retroviirustel on püsiv toime, on neid võimalik ennetada ja igaühe jaoks on olemas erinevad ravivõimalused, sealhulgas vaktsiinid, antibiootikumid, kokkupuuteeelne profülaktika (PrEP) ja käsimüügiravimid, mis võivad sümptomitega toime tulla.

Kas infektsioonid võivad põhjustada muutusi teie ajus?

Üks ühine joon kõigis zombide väljamõeldistes on see, kuidas infektsioonid teie aju mõjutavad – aga kas on olemas ka pärismaailma nakkusi, mis mõjutavad teie võimet selgelt mõelda?

Mõned viirused, bakterid, parasiidid ja seened võivad põhjustada põletikku ajus ja selle ümbruses, eriti kui neid ei ravita.

Kui teil tekib meningiit, muutub teie aju ja seljaaju ümbritsev ajukelme piirkond põletikuliseks. See võib põhjustada segadust, energiapuudust, isutust, hallutsinatsioone ning keskendumis- ja tähelepanuraskusi.

Teil võib tekkida ka entsefaliit, mis on sarnane, kuid põhjustab põletikku teie ajus. Entsefaliit põhjustab muutusi käitumises, segadust, kõne- või liikumisraskusi, mäluhäireid ja krampe. Entsefaliidi kõige levinumad põhjused on järgmised viirused:

• HIV.
• Herpes simplex.
• Lääne-Niiluse viirus.
• Enteroviirused.

“Entsefaliidi korral algavad sümptomid üsna kergelt, kuid need võivad põhjustada segadust, agitatsiooni või hallutsinatsioone,” ütleb dr Misra. “See võib põhjustada ka teadvuse kaotust, sealhulgas kooma, kuna see mõjutab teie aju konkreetset piirkonda.”

Marutaudiviirus (RABV) on teine, mis on ehk kõige tuntum viirus, mis põhjustab käitumismuutusi ja viib surmava infektsioonini. See viirus levib teie nahal esineva katkestuse kaudu, mis puutub kokku nakatunud looma süljega, enamasti hammustuse tagajärjel. Kui olete hammustanud, võite saada vaktsiini, mis peatab infektsiooni. Kuid kui teid kohe ei ravita, võivad teil tekkida järgmised sümptomid:

• Suurenenud agressiivsus või agitatsioon.
• Rahutus.
• Hallutsinatsioonid.
• Lihaste tõmblused.
• Võidujooks (tahhükardia).
• Hüperventilatsioon.
• Deliirium.

“Kui marutaudiviirus jõuab ajju, süvenevad teie sümptomid ajufunktsiooni häirete tõttu,” selgitab dr Misra. “Kui need kliinilised tunnused ilmnevad, on haigus peaaegu alati surmav.”

Mis on nekrotiseeriv fastsiit ja kas see on nakkav?

Zombiviiruse põhjustatud infektsioon põhjustab tavaliselt suurenenud lagunemist ja rakusurma, sarnaselt nekrotiseeriva fastsiidiga. Tegelikkuses on nekrotiseeriv fastsiit lihasööv haigus, mis mõjutab teie lihase fastsiat (õhuke sidekude) naha pinna all ja põhjustab nende kudede surma. Enamasti põhjustavad seda seisundit bakterid, mis satuvad teie kehasse naha purunemise, näiteks lõike, kriimustuse, põletuse või muu haava kaudu.

“Need organismid levivad väga kiiresti,” hoiatab dr Misra. “Kui teid ei ravita kiiresti antibiootikumidega või nakatunud kudet ei eemaldata, võite tekkida toksilise šokitaoline sündroom, mis võib põhjustada sepsist ja elundipuudulikkust.”

Selle seisundi esmakordsel ilmnemisel võib kahjustatud piirkond tunduda puudutamisel kuum või põletustunne. Seejärel tekivad teil mädavillid, mis hakkavad nekrotiseerima või surema, muutes naha mustaks.

“Nekrotiseeriv fastsiit ei levi inimeselt inimesele kokkupuutel nahaga, vaid teie naha nakatamise kaudu,” ütleb dr Misra. “See tähendab, et kui puudutate nakatunud piirkonda, siis tõenäoliselt te nakkust ei saa. Selleks, et nakkus leviks ühelt inimeselt teisele, peavad bakterid teie kehasse sisenema avatud haava kaudu.

Mis juhtub, kui teie silma satub tilk verd?

Zombie fännid tuttavad 28 päeva hiljem mäletab ikoonilist stseeni, kus üks inimene nakatub ühe veretilgaga, mis tema silma langeb – ja see on kõik, mis on vajalik, et teda mõne sekundi jooksul nakatada.

“Kas on võimalik, et üks tilk verd võib põhjustada infektsiooni? Jah, aga selleks, et see juhtuks, peavad paljud asjad ühtlustuma,” ütleb dr Misra. “Selles veretilgas peaks olema piisavalt nakkavaid osakesi, et nakatada teist inimest ja nakkus ei leviks nii kiiresti. Kuid kui sellel inimesel oleks immuunpuudulikkus, oleks nende tõenäosus nakatuda veelgi suurem.

See tähendab, et igal ajal, kui tervishoiuteenuse osutajad töötavad vere või muu kehavedelikuga, võtavad nad vajalikke ettevaatusabinõusid, kandes kindaid, prille, hommikumantleid ja muid kaitsevahendeid, et kaitsta end võimaliku nakkuse eest. Kui keegi peaks kokku puutuma, antakse talle viivitamatut ravi antibiootikumide või vaktsiinide näol ning testitakse mitmeid võimalikke nakkusi, nagu B-hepatiit ja HIV.

“See sõltub sellest, kui kiiresti te tegutsete ja patogeenist endast,” jätkab dr Misra, “kuid tavaliselt ei piisa infektsiooni tekitamiseks ühest veretilgast.”

Kas me saame surnud kudesid taaselustada?

Sul ei saa olla zombisid, kui sa ei suuda surnuid tagasi tuua. Kuigi see on teaduslikult võimatu (vähemalt praegu), nihutab üks uuring elu ja surma vahelisi piire.

Yale’i teadlased suutsid enam kui ühe tunni surnud sigadel taastada rakkude funktsiooni mitmes elundis, et elustada neid elundeid pärast surma. Tulemused on paljulubavad, eriti elundisiirdamise valdkonnas.

“Praegu siirdame elundeid pärast ajusurma, sest suudame endiselt verd ringlema, et hoida neid elundeid tervena,” selgitab dr Misra. “Kuid äkilise südameseiskumise korral (süda lakkab löömast) lakkab veri voolamast, mis põhjustab meie organite halvenemist. Kui keegi sureb kardiorespiratoorsesse surma, ei saa me kasutada kõiki tema organeid, sest selleks ajaks, kui suudame need kokku koguda, on ta läbi teinud mingisuguse rakusurma.

Enne selle kasutamist kliinilises inimkatses on vaja palju rohkem uuringuid. Kuid ainuüksi mõte surnute taaselustamisest on mõjuv, isegi kui mõelda selle kasutusvõimalustele väljaspool zombide väljamõeldisi.

“Toimus isegi rakkude regenereerimine, mis tähendab, et saame koguda elundeid nendest kardiorespiratoorsetest surmajuhtumitest ja suurendada oma ülekantavate südamete kogumit kuni 20% -ni ainult seda meetodit kasutades,” lisab dr Misra.

Kuid seni, kuni pole tehtud rohkem uuringuid ja võib-olla ka poliitikat inimelu kaitsmiseks, vihjab see uuring ainult sellele, mis on võimalik, kui jätame ilukirjanduse seljataha ja alustame teadusuuringutega.

“Nagu kõik need elu ja surma läve ületavad asjad, tõstatab see mängu palju eetilisi küsimusi, millal me saame kuulutada kellegi surnuks, et saaksime seejärel tema elundeid siirdada,” märgib dr Misra. “Kuid see on äärmiselt huvitav uuring selle potentsiaali tõttu inimeste jaoks.”

Olenemata nakkuse päritolust ja sellest, kuidas need teaduslikud tõed inspireerivad paljusid zombilugusid, on oluline meeles pidada, et paljud viiruste, bakterite, parasiitide ja seente põhjustatud infektsioonid on ennetatavad ja ravitavad, kui need avastatakse piisavalt varakult. Kui teil tekivad sümptomid või olete mures, pidage ootamise asemel nõu tervishoiuteenuse osutajaga. Alati on parem karta kui kahetseda.

Kokkuvõttes, teadus zombiviiruste ja -nakkuste taga peegeldab meie pidevat huvi mõista viiruseid, mis võivad käitumist mõjutada. Kuigi tõelisi “zombisid” nagu popkultuuris kujutatakse, reaalses elus ei eksisteeri, on teadlastel õnnestunud avastada viirused ja parasiidid, mis suudavad peremeesorganismi kontrollida. Need uuringud on olulised, sest need aitavad meil paremini mõista viiruste mõju ökosüsteemidele ja tervishoiule, mis võib omakorda viia uute ravimeetodite väljatöötamiseni.