Όλα για τους ανθρώπινους ιούς: Φύση, ταξινόμηση και τύποι

Οι ιοί είναι μολυσματικοί παράγοντες, κατασκευασμένοι κυρίως από γενετικό υλικό (DNA ή RNA), περιτριγυρισμένο από πρωτεϊνικό περίβλημα, που ονομάζεται καψίδιο.

Ορισμένοι ιοί διαθέτουν επιπλέον λιπιδικό περίβλημα, που προέρχεται από την κυτταρική μεμβράνη του ξενιστή. Δεν διαθέτουν δικό τους μεταβολισμό και χρειάζονται τα κύτταρα ζωντανών οργανισμών για να αναπαραχθούν.

Η επιστήμη γνωρίζει τεράστιο αριθμό ιών, και θεωρείται ότι ο αριθμός τους υπερβαίνει αυτόν όλων των γνωστών ζωντανών ειδών σε ολόκληρο τον πλανήτη.

Παρόλα αυτά, μέχρι τώρα μόνο 2019 από αυτούς είναι γνωστοί ως παθογόνοι για το ανθρώπινο είδος.

Ο πρώτος τέτοιος ιός είναι αυτός που προκαλεί τον κίτρινο πυρετό και ανακαλύφθηκε ήδη από το μακρινό 1901.

Από τότε και μετά, χάρη στην πρόοδο στη μοριακή βιολογία και τη ιολογία, κάθε χρόνο ανακαλύπτονται κατά μέσο όρο μεταξύ 3 και 4 νέοι ιοί, που επηρεάζουν τον άνθρωπο ή έχουν τη δυνατότητα διαειδικής μετάδοσης.

Όπως ήδη διευκρινίσαμε, υπάρχουν τεράστιος αριθμός ειδών ιών στον άνθρωπο, που η επιστήμη γνωρίζει και έχει μελετήσει και σίγουρα ακόμα πολλοί που δεν έχουν ανακαλυφθεί.

Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες έχουν βρει τρόπο να διακρίνουν τους διαφορετικούς ιούς και τους έχουν ταξινομήσει με βάση διάφορα χαρακτηριστικά και ιδιότητες, όπως δομή, γενετικό χαρακτηριστικό, μηχανισμός δράσης, τρόπος μετάδοσης και άλλα.

Παρακάτω στο κείμενο θα σας παρουσιάσουμε μερικές από τις πιο σημαντικές για την επιστήμη ταξινομήσεις, χωρίς να εμβαθύνουμε σε περιττές λεπτομέρειες.

Ταξινόμηση των ιών με βάση τη δομή

Αν και δεν είναι ζωντανοί, οι ιοί έχουν πολύ ενδιαφέρουσα δομή, που κατασκευάζεται από διάφορες βιοδραστικές ενώσεις - πρωτεΐνες.

Με βάση τη δομή διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι ιών:

• Ραβδοειδείς:Οι ραβδοειδείς ιοί, όπως ο ιός της μωσαϊκής του καπνού και ο ιός της λύσσας, έχουν επιμηκυσμένη, κυλινδρική μορφή. Συχνά διαθέτουν ελικοειδή συμμετρία του καψιδίου και είναι προσαρμοσμένοι σε συγκεκριμένες θέσεις.

• Σφαιρικοί:Αυτοί οι ιοί, όπως ο ιός της γρίπης ή ο HIV, έχουν σχεδόν σφαιρική μορφή, αν και χρησιμοποιείται και ο όρος "εικοσαεδρικοί". Αυτή η μορφή επιτρέπει σταθερό περίβλημα με ελάχιστο αριθμό πρωτεϊνικών υπομονάδων.

• Πολυεδρικοί:Οι πολυεδρικοί ιοί περιλαμβάνουν ιούς με εικοσαεδρική συμμετρία, όπως οι αδενοϊοί. Έχουν γεωμετρική μορφή με 20 πλευρές και είναι από τους καλύτερα μελετημένους.

Εκτός από τους παραπάνωιούςυπάρχουν και αυτοί με πιο ασυνήθιστες μορφές. Οι νηματώδεις ιοί, όπως ο ιός Έμπολα, έχουν επιμηκυσμένη, νηματοειδή μορφή.

Οι σύνθετοι ιοί επίσης διαθέτουν μοναδική μορφολογία. Έχουν πολυεδρική κεφαλή, που περιέχει το γενετικό υλικό, και ουρά με ίνες, που χρησιμοποιούν για να προσκολληθούν στο βακτηριακό κύτταρο και να εγχύσουν το γονιδίωμά τους.

Ορισμένοι ιοί έχουν επίσης πολυστρωματικά περιβλήματα, που περιλαμβάνουν εσωτερικές και εξωτερικές μεμβράνες, πρωτεϊνικά συμπλέγματα και πρόσθετες δομές για διείσδυση και ανοσολογική προστασία.

Ταξινόμηση των ιών με βάση το γενετικό χαρακτηριστικό

Αν και οι ιοί δεν ταξινομούνται ως ζωντανοί οργανισμοί, εξαπλώνονται εξαιρετικά αποτελεσματικά μέσω της μετάδοσης του γενετικού τους υλικού.

Για να αναπαραχθούν, εισέρχονται σε ζωντανό κύτταρο και χρησιμοποιούν τους εσωτερικούς του μηχανισμούς για να αντιγράψουν το δικό τους γονιδίωμα και να κατασκευάσουν νέα ιικά σωματίδια.

Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό, οι ιοί μπορούν να είναι:

• Ιοί DNA:Οι ιοί DNA έχουν γονιδίωμα από δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ. Τέτοια παραδείγματα είναι ο ιός της ανεμευλογιάς-ζόστερ, οι ιοί του απλού έρπητα, και ο ανθρώπινος ιός των θηλωμάτων (HPV).

• Ιοί RNA: Περιέχουν ριβονουκλεϊνικό οξύ ως γενετικό υλικό. Τέτοιοι είναι οι ιοί της γρίπης, οι κορωνοϊοί (συμπεριλαμβανομένου του SARS-CoV-2) και ο ιός της ηπατίτιδας C.

Ορισμένοι ιοί έχουν διπλής έλικας RNA, μονής έλικας DNA ή ακόμα και αντίστροφη μεταγραφάση, όπως οι ρετροϊοί. Αυτοί αποτελούν μοναδικές ομάδες με ειδικούς μηχανισμούς αναπαραγωγής.

Ταξινόμηση των ιών με βάση τον μηχανισμό επιρροής

Οι ιοί επηρεάζουν τα κύτταρα στα οποία εισέρχονται με διαφορετικό τρόπο.

Με βάση τον μηχανισμό επιρροής τους, διακρίνονται κυρίως οι ακόλουθες ομάδες:

• Κυτταροπαθητικοί: Αυτοί οι ιοί οδηγούν σε άμεση βλάβη και θάνατο των κυττάρων. Παραδείγματα είναι ο ιός του έρπητα και ο πολιοϊός.

• Ανοσο-μεσολαβούμενοι:Το ανοσοποιητικό σύστημα αντιδρά υπερβολικά στη ιική μόλυνση, προκαλώντας βλάβη στους ιστούς – π.χ. στην ηπατίτιδα B και C.

• "Ειρηνικοί" ιοί:Ορισμένοι ιοί μπορούν να υπάρχουν στα κύτταρα για μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς να προκαλούν εμφανή συμπτώματα. Τέτοιοι είναι οι λανθάνοντες ιοί – π.χ. ο ιός Epstein-Barr.

• Μετατρεπτικοί (ογκογόνοι):Αυτοί μπορούν να μετατρέψουν κανονικά κύτταρα σε ογκογόνα. Παραδείγματα είναι ο HPV (καρκίνος του τραχήλου της μήτρας), ο EBV (λέμφωμα Burkitt).

Ταξινόμηση με βάση τον τρόπο μετάδοσης

Φυσικά, όλοι σας έχετε ακούσει ότι κάποια ιογενής ασθένεια μεταδίδεται μέσω της αερογενούς οδού, μέσω της αιματικής οδού κ.λπ.

Ιδού πώς ταξινομούνται με βάση τους τρόπους μετάδοσής τους:

• Αερογενής οδός:Γρίπη, SARS-CoV-2, ιλαρά και ερυθρά – όλοι αυτοί εξαπλώνονται μέσω μικροσκοπικών σταγονιδίων στον αέρα.

• Πατρεντερικοί (μέσω της αιματικής οδού):Ο HIV, η ηπατίτιδα B και C μεταδίδονται μέσω μετάγγισης αίματος, κοινόχρηστων βελόνων ή μη αποστειρωμένων ιατρικών εργαλείων.

• Μέσω τροφής (κοπρανο-στοματική οδός):Οι νοροϊοί και οι ροταϊοί εξαπλώνονται μέσω μολυσμένης τροφής και νερού.

• Σεξουαλικά μεταδιδόμενοι: Ο HPV, ο HIV και ο ιός του απλού έρπητα τύπου 2 (HSV-2) είναι τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα σεξουαλικά μεταδιδόμενων ιών.

Εκτός από τους παραπάνω τρόπους μετάδοσης, είναι σωστό να προσθέσουμε σε αυτούς και τα τσιμπήματα εντόμων- μεταδοτικές ασθένειες (π.χ. ιός της Δάγκειας, Ζίκα, ιός του Δυτικού Νείλου), μεταμοσχεύσεις και κάθετη μετάδοση (από τη μητέρα στο παιδί).

Όπως βλέπετε, ορισμένοι ιοί μπορούν να εμπίπτουν σε περισσότερες από μία κατηγορίες, δηλαδή μπορούν να μεταδίδονται με περισσότερους από έναν τρόπους, κάτι που τους καθιστά πιο δύσκολους στον έλεγχο και την περιορισμό.

Ιοί σύμφωνα με την ταξινόμηση του Μπαλτιμόρ

Η ταξινόμηση του Μπαλτιμόρ χωρίζει τους ιούς σε 7 ομάδες με βάση το είδος του γενετικού υλικού και τον μηχανισμό αναπαραγωγής τους.

Ιδού ποιες είναι αυτές:

• Διπλής έλικας DNA (π.χ. ιοί του έρπητα)

• Μονής έλικας DNA (π.χ. παρβοϊοί)

• Διπλής έλικας RNA (ροταϊοί)

• (+) RNA (πικορναϊοί – ιός της πολιομυελίτιδας, ηπατίτιδα A)

• (-) RNA (γρίπη, ιλαρά)

• Ρετροϊοί (HIV – χρησιμοποιούν αντίστροφη μεταγραφάση)

• DNA με αντίστροφη μεταγραφή (ηπατίτιδα B)

Αυτό το σύστημα είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι ιοί αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα.

Οι ιοί μπορούν να προκαλέσουν ευρεία γκάμα ασθενειών – από απλό κρυολόγημα έως σοβαρές χρόνιες και θανατηφόρες καταστάσεις.

Μερικές από τις πιο συνηθισμένες περιλαμβάνουν:

• Γρίπη και κρυολόγημα (αναπνευστικοί ιοί)

• Ιογενής γαστρεντερίτιδα (ροταϊός, νοροϊός)

• Ηπατίτιδες B και C (ηπατικοί ιοί)

• Απλός έρπητας (HSV-1 και HSV-2)

• Ανθρώπινος ιός των θηλωμάτων (HPV)

• HIV (AIDS)

Οι ιοί μπορούν επίσης να συνδέονται με την ανάπτυξη αυτοάνοσων ασθενειών, νευρολογικών συνδρόμων (όπως εγκεφαλίτιδα) και καρκίνου.

Εκτός από τα γνωστά μας γεγονότα για τους ιούς, υπάρχουν και μερικές ενδιαφέρουσες και λιγότερο γνωστές πτυχές του κόσμου τους.

Ιδού μερικές από αυτές:

• Οι ιοί είναι πιο πολυάριθμοι από όλες τις άλλες μορφές ζωής μαζί.

• Υπάρχουν ιοί που μολύνουν άλλους ιούς – οι λεγόμενοι ιοφάγοι.

• Η φαγοθεραπεία (χρήση βακτηριοφάγων κατά βακτηριακών λοιμώξεων) επανέρχεται ως εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά.

Αυτά τα γεγονότα δείχνουν πόσο ποικιλόμορφος και ακόμα ελάχιστα εξερευνημένος είναι ο κόσμος των ιών.

Είναι οι ιοί ζωντανοί;

Όχι με την πλήρη έννοια. Δεν μπορούν να αναπαράγονται ανεξάρτητα και δεν έχουν μεταβολισμό, αλλά εμφανίζουν "ζωοειδείς" λειτουργίες μέσα στα κύτταρα.

Υπάρχει θεραπεία για ιογενείς λοιμώξεις;

Ορισμένες – ναι. Υπάρχουν αντιιικά φάρμακα, αλλά η αποτελεσματικότητά τους ποικίλλει. Η πρόληψη μέσω εμβολίων είναι ο κύριος τρόπος ελέγχου.

Μπορεί ένας ιός να προκαλέσει καρκίνο;

Ναι, ορισμένοι ιοί μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο, όπως ο ανθρώπινος ιός των θηλωμάτων (HPV), που συνδέεται με καρκίνο του τραχήλου της μήτρας και άλλους τύπους όγκων. Οι EBV και ηπατίτιδα B και C συνδέονται επίσης με διάφορους τύπους καρκίνου.

Πηγές:

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

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