Viren sind mikroskopisch kleine Organismen, die fast überall auf der Erde vorkommen. Sie können Tiere, Pflanzen, Pilze und sogar Bakterien infizieren.

Manchmal kann ein Virus eine Krankheit verursachen, die so schwerwiegend ist, dass sie tödlich verläuft. Andere Virusinfektionen lösen keine spürbare Reaktion aus.

Ein Virus kann auch eine Wirkung auf eine Art von Organismus haben, aber eine andere Wirkung auf eine andere. Dies erklärt, warum ein Virus, das eine Katze befällt, einen Hund möglicherweise nicht befällt.

Viren variieren in ihrer Komplexität. Sie bestehen aus genetischem Material, RNA oder DNA, umgeben von einer Hülle aus Protein, Lipid (Fett) oder Glykoprotein. Viren können sich nicht ohne einen Wirt vermehren, daher werden sie als parasitär eingestuft.

Sie gelten als die am häufigsten vorkommende biologische Einheit auf unserem Planeten.

Schnelle Fakten über Viren

  • Viren sind lebende Organismen, die sich nicht ohne eine Wirtszelle vermehren können.
  • Sie gelten als die am häufigsten vorkommende biologische Einheit auf dem Planeten.
  • Zu den Krankheiten, die durch Viren verursacht werden, gehören Tollwut, Herpes und Ebola.
  • Es gibt keine Heilung für ein Virus, aber eine Impfung kann ihre Ausbreitung verhindern.

Was sind Viren?

Fast jedes Ökosystem auf der Erde enthält Viren.

Bevor sie in eine Zelle eindringen, existieren Viren in einer Form, die als Virionen bekannt ist.

In dieser Phase sind sie etwa ein Hundertstel so groß wie ein Bakterium und bestehen aus zwei oder drei verschiedenen Teilen:

  • genetischem Material, entweder DNA oder RNA
  • einer Proteinhülle, dem Kapsid, das die genetische Information schützt
  • eine Lipidhülle ist manchmal um die Proteinhülle vorhanden, wenn sich das Virus außerhalb der Zelle befindet

Viren enthalten kein Ribosom, sie können also keine Proteine herstellen. Das macht sie völlig abhängig von ihrem Wirt. Sie sind die einzige Art von Mikroorganismen, die sich nicht ohne eine Wirtszelle vermehren können.

Nachdem ein Virus mit einer Wirtszelle in Kontakt gekommen ist, fügt es genetisches Material in den Wirt ein und übernimmt die Funktionen des Wirts.

Nachdem es die Zelle infiziert hat, reproduziert sich das Virus weiter, produziert aber mehr virales Protein und genetisches Material anstelle der üblichen zellulären Produkte.

Aufgrund dieses Prozesses werden Viren als Parasiten bezeichnet.

Viren haben verschiedene Formen und Größen, und sie können nach ihrer Form kategorisiert werden.

Diese können sein:

  • Helikal: Das Tabakmosaikvirus hat eine Helixform.
  • Ikosaedrische, fast kugelförmige Viren: Die meisten Tierviren haben diese Form.
  • Umhüllung: Einige Viren umhüllen sich mit einem modifizierten Abschnitt der Zellmembran, wodurch eine schützende Lipidhülle entsteht. Dazu gehören das Influenzavirus und HIV.

Andere Formen sind möglich, einschließlich nicht standardisierter Formen, die sowohl helikale als auch ikosaedrische Formen kombinieren.

Quellen

Viren hinterlassen keine fossilen Überreste, so dass es schwierig ist, sie über die Zeit zurückzuverfolgen. Molekulare Techniken werden eingesetzt, um die DNA und RNA von Viren zu vergleichen und mehr darüber herauszufinden, woher sie kommen.

Drei konkurrierende Theorien versuchen, den Ursprung von Viren zu erklären.

  • Regressions- oder Reduktionshypothese: Viren begannen als unabhängige Organismen, die zu Parasiten wurden. Im Laufe der Zeit stießen sie Gene ab, die ihnen nicht bei der Parasitierung halfen, und wurden völlig abhängig von den Zellen, die sie bewohnen.
  • Fortschritts- oder Flucht-Hypothese: Viren entwickelten sich aus Abschnitten der DNA oder RNA, die aus den Genen größerer Organismen „entkommen“ sind. Auf diese Weise erlangten sie die Fähigkeit, unabhängig zu werden und sich zwischen Zellen zu bewegen.
  • Virus-erste-Hypothese: Viren entwickelten sich aus komplexen Molekülen aus Nukleinsäure und Proteinen entweder vor oder gleichzeitig mit dem Erscheinen der ersten Zellen auf der Erde, vor Milliarden von Jahren
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Übertragung

Ein Virus existiert nur, um sich zu vermehren. Wenn es sich reproduziert, verbreiten sich seine Nachkommen auf neue Zellen und neue Wirte.

Die Beschaffenheit eines Virus beeinflusst seine Fähigkeit, sich zu verbreiten.

Viren können von Mensch zu Mensch und von der Mutter zum Kind während der Schwangerschaft oder Geburt übertragen werden.

Sie können sich verbreiten durch:

  • Berührung
  • Austausch von Speichel, Husten oder Niesen
  • sexuellen Kontakt
  • kontaminierte Lebensmittel oder Wasser
  • Insekten, die sie von einer Person zur anderen tragen

Einige Viren können einige Zeit auf einem Gegenstand leben. Wenn also eine Person einen Gegenstand mit dem Virus an den Händen berührt, kann die nächste Person das Virus durch Berühren desselben Gegenstandes aufnehmen. Der Gegenstand wird als Fomit bezeichnet.

Wenn sich das Virus im Körper repliziert, beginnt es, den Wirt zu befallen. Nach einer Zeit, die als Inkubationszeit bezeichnet wird, können sich Symptome zeigen.

Was passiert, wenn sich Viren verändern?

Wenn sich ein Virus ausbreitet, kann es einen Teil der DNA seines Wirts aufnehmen und zu einer anderen Zelle oder einem anderen Organismus bringen.

Wenn das Virus in die DNA des Wirts eindringt, kann es das weitere Genom beeinflussen, indem es sich um ein Chromosom herum oder auf ein neues Chromosom bewegt.

Dies kann langfristige Auswirkungen auf eine Person haben. Beim Menschen kann es die Entwicklung von Hämophilie und Muskeldystrophie erklären.

Diese Interaktion mit der Wirts-DNA kann auch dazu führen, dass sich Viren verändern.

Einige Viren befallen nur eine Art von Lebewesen, z. B. Vögel. Wenn ein Virus, das normalerweise Vögel befällt, zufällig in einen Menschen eindringt und etwas menschliche DNA aufnimmt, kann dies einen neuen Virustyp hervorbringen, der in Zukunft mit größerer Wahrscheinlichkeit Menschen befällt.

Aus diesem Grund sind Wissenschaftler besorgt über seltene Viren, die sich von Tieren auf Menschen übertragen.

Virale Krankheiten

Viren verursachen viele menschliche Krankheiten.

Dazu gehören:

  • Pocken
  • die gewöhnliche Erkältung und verschiedene Arten von Grippe
  • Masern, Mumps, Röteln, Windpocken und Gürtelrose
  • Hepatitis
  • Herpes und Fieberbläschen
  • Kinderlähmung
  • Tollwut
  • Ebola und Hanta-Fieber
  • HIV, das Virus, das AIDS verursacht
  • Schweres akutes Atemwegssyndrom (SARS)
  • Dengue-Fieber, Zika und Epstein-Barr

Einige Viren, wie z. B. das humane Papillomavirus (HPV), können zu Krebs führen.

Was sind freundliche Viren?

So wie es freundliche Bakterien gibt, die in unserem Darm existieren und uns bei der Verdauung von Nahrung helfen, können Menschen auch freundliche Viren in sich tragen, die helfen, sich gegen gefährliche Bakterien, einschließlich Escherichia coli (E. coli), zu schützen.

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Bekämpfung von Viren

Wenn das körpereigene Immunsystem ein Virus erkennt, beginnt es zu reagieren, damit die Zellen den Angriff überleben können.

Ein Prozess, der RNA-Interferenz genannt wird, bricht das virale genetische Material auf.

Das Immunsystem produziert spezielle Antikörper, die an Viren binden können und sie so nicht mehr ansteckend machen. Der Körper schickt T-Zellen, um das Virus zu zerstören.

Die meisten Virusinfektionen lösen eine Schutzreaktion des Immunsystems aus, aber Viren wie HIV und neurotrope Viren haben Möglichkeiten, die Abwehrkräfte des Immunsystems zu umgehen.

Neurotrope Viren infizieren Nervenzellen. Sie sind verantwortlich für Krankheiten wie Polio, Tollwut, Mumps und Masern.

Sie können die Struktur des zentralen Nervensystems (ZNS) mit verzögerten und fortschreitenden Auswirkungen, die schwerwiegend sein können, beeinträchtigen.

Behandlung und Medikamente

Bakterielle Infektionen können mit Antibiotika behandelt werden, aber virale Infektionen erfordern entweder Impfungen, um sie von vornherein zu verhindern, oder antivirale Medikamente, um sie zu behandeln.

Manchmal besteht die einzig mögliche Behandlung in der Linderung der Symptome.

Antivirale Medikamente wurden vor allem als Reaktion auf die AIDS-Pandemie entwickelt. Diese Medikamente zerstören die Erreger nicht, aber sie hemmen ihre Entwicklung und verlangsamen das Fortschreiten der Krankheit.

Antivirale Medikamente sind auch zur Behandlung von Infektionen mit dem Herpes-Simplex-Virus, Hepatitis B, Hepatitis C, Grippe, Gürtelrose und Windpocken erhältlich.

Impfstoffe

Impfungen sind in der Regel die billigste und effektivste Methode, um Viren vorzubeugen. Mit einigen Impfstoffen ist es gelungen, Krankheiten, wie z. B. die Pocken, auszurotten.

Virusimpfungen bestehen aus:

  • einer abgeschwächten Form des Virus
  • viralen Proteinen, die Antigene genannt werden und den Körper zur Bildung von Antikörpern anregen, die zukünftige Infektionen mit demselben Virus abwehren sollen
  • abgeschwächten Lebendviren, wie z. B. bei der Immunisierung gegen Poliomyelitis

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe bergen das Risiko, bei Menschen mit schwachem Immunsystem die ursprüngliche Krankheit auszulösen.

Derzeit gibt es Impfungen unter anderem gegen Polio, Masern, Mumps und Röteln. Der weit verbreitete Einsatz dieser Impfstoffe hat die Prävalenz dieser Krankheiten drastisch reduziert.

Zwei Dosen des Masernimpfstoffs bieten zum Beispiel einen 97-prozentigen Schutz gegen diese Krankheit.

Der Masernimpfstoff hat eine 99-prozentige Reduzierung der Masernhäufigkeit in den Vereinigten Staaten erreicht. Wenn es zu einem Ausbruch kommt, sind meist Menschen betroffen, die nicht geimpft sind.

Einige Menschen entscheiden sich dafür, ihre Kinder nicht zu impfen, und da die meisten Menschen in ihrer Umgebung geimpft sind, ist das Risiko, an Masern zu erkranken, gering.

Wenn jedoch weniger als 92 bis 95 Prozent der Menschen den Impfstoff erhalten, kann eine Gemeinschaft ihre „Herdenimmunität“ verlieren, und es kann zu einem Ausbruch kommen. Das Risiko einer Erkrankung steigt dramatisch an.

Mit den Worten der CDC:

„Antivaxxer helfen, alten Krankheiten neues Leben einzuhauchen.“

Dies kann auch gefährdete Menschen betreffen, die aus irgendeinem Grund nicht in der Lage sind, den Impfstoff zu erhalten, z. B. bei einem geschwächten Immunsystem.

Virusinfektionen klingen in der Regel ohne Behandlung aus, aber Medikamente können Symptome wie Schmerzen, Fieber und Husten lindern.