Коронавирус COVID-19 – чума 21 века

Разделы: Дополнительное образование

Класс: 10

Автор работы:
Болотаева Виктория,
«Станция юных натуралистов»
МБОУ СОШ с. ИР, 10 класс

Научный руководитель:
Валиева Рита Петровна,
почетный работник общего
образования РФ,
педагог дополнительного образования

1. Ведение

С марта месяца мы узнали новое слово - пандемия. Что же оно такое?

Пандемия - ситуация, когда какая-то новая болезнь распространяется на весь мир. Это происходит потому, что у большинства людей нет к ней иммунитета и при встрече с носителями инфекции шанс на заражение очень велик. Чтобы остановить пандемию, нужно принимать меры на уровне не только государства, где произошла вспышка болезни, но и всех стран мира.

В 2020 году вспыхнула эпидемия коронавируса COVID-19, до этого в 2009 г. вспыхнула пандемия свиного гриппа, далее в 2014 г всемирно известным стал вирус Эбола. При этом ежегодно от болезней, вызванных вирусами, погибают около сотни тысяч людей, а многие переболевшие получают неизлечимые осложнения на всю оставшуюся жизнь.

Во многих европейских городах есть мемориальные «чумные колонны» - так, в Вене это Pestsäule, популярное место встреч в наши дни. Собор Санта-Мария-Делла-Салюте в Венеции сегодня напоминает о «черной смерти» 1347 г., о страхе перед инфекцией и о благодарности выживших. Венеция ежегодно красочным парадом гондол чтит память умерших от чумы, однако город так и не смог полностью оправиться от нанесенного чумой урона. В Мексике испанские конкистадоры одержали победу над индейцами майя в основном благодаря кори, которая местному населению была незнакома и потому оказалась для него смертельной. Майя отомстили, заразив своих завоевателей сифилисом, и так это заболевание попало в Европу. Исход Первой мировой войны по крайней мере частично был предопределен эпидемией гриппа, которая унесла около 100 млн жизней. С 1981 г. от ВИЧ/СПИДа в мире умерло около 37 млн человек, и ежегодно отмечается инфицирование еще 2 млн.

Целью моей работы стало изучение вирусов как представителях неклеточной формы жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности; узнать о научных исследованиях в области вирусологии, их профилактике; выступить перед учащимися школы в котором я учусь с темой «Коронавирус - чума 21 века».

Поэтому я поставила перед собой следующие задачи:

  • Изучить строение и размножение вирусов.
  • Рассказать и развеять самые распространенные мифы о вирусах.
  • Понять, какую положительную роль играют вирусы в природе.

2. Основная часть

Давайте разберемся, что же такое вирус? С латинского языка понятие «вирус» переводится как «сок», «слизь», «яд».

Устроен он необычайно просто: вирус представляет собой молекулу ДНК или РНК, защищенную белковой оболочкой - капсидой. При этом, как только вирус проникает в клетку, то перестает быть химическим соединением, поскольку самостоятельно реплицируется и размножается.

До недавнего времени считалось, что все вирусы малы по размеру и представляют собой наночастицы, что их можно обнаружить только при помощи электронного микроскопа, их невозможно отфильтровать, они имеют ДНК или РНК, которая часто находится в симметричных белковых структурах, например икосаэдрах; они самостоятельно не реплицируются и являются паразитами, для репликации им нужны клетки, они неспособны осуществлять синтез белка, нуждаются в энергии, производимой клетками. Но в последние годы учёные выяснили, что практически все из вышеперечисленного не соответствует действительности. По размеру вирусы бывают больше многих бактерий и сами могут стать хозяевами для других вирусов, они имеют около десятка разных геномов и множество совершенно разных видов репликации. Число генов у них может составлять от 0 до 2500!

Вирусы обнаружены везде, где есть жизнь. Вирусы способны захватывать и доставлять гены, они могут мутировать, рекомбинировать, вставлять, удалять и смешивать гены.

Размножение на примере бактериофага:

  1. Встреча вируса с клеткой и прикрепление вирусных частиц к поверхности клетки
  2. Проникновение вируса внутрь клетки
  3. Внутриклеточное размножение вируса
  4. Сборка новых вирусных частиц
  5. Выход вновь образованного вируса во внешнюю среду. Смерть клетки

От момента встречи с вирусом до гибели клетки проходит иногда всего лишь несколько минут.

Существует 2 основных типа взаимодействия вируса с клеткой:

1-й тип называется острой, или явной инфекцией. Заболевание клеток во время него протекает бурно, быстро и приводит к гибели клеток.

2-й тип называется латентной, или замаскированной инфекцией. Мы имеем дело с длительным, хроническим течением болезни; клетки при этом сохраняют внешне здоровый вид, и поэтому такое заболевание трудно распознать.

Между этими двумя типами болезней существует множество переходных.

Вирус как может убить клетку, так может и долго её не убивать. Также вирус может «подарить» клетке «вечную жизнь» - изменить генный материал клетки таким образом, что клетка начнет бурно и неконтролируемо размножаться. Для организма в целом такой вариант хуже, так как он приводит к развитию онкологического процесса.

А иногда бывает и так, что пораженная вирусом клетка самоуничтожается (апоптоз) для того, чтобы предотвратить развитие вируса по организму.

История открытия вирусов

Всего 120 лет назад был проведен эксперимент по передаче болезнетворных вирусов. Фильтратом экстракта из растений табака, пораженных мозаичной болезнью, обработали здоровые листья, и они оказались инфицированными. Это открытие в 1892 г. сделал русский ботаник Дмитрий Ивановский. Однако он полагал, что имеет дело с чем-то имеющим отношение к бактериям. Поэтому считается, что вирус был открыт голландским микробиологом Мартином Бейеринком, хотя сам Бейеринк признавал труды Ивановского. Он ввел понятие «вирус», чтобы отличать его от более крупных бактерий, которые не могут проходить сквозь фильтры, так называемые «фильтры Шамберлана», через которые проходят только небольшие вирусы.

Почти в то же время (в 1898 г.) Фридрих Леффлер и Пауль Фрош выявили у животных небольшие трансмиссивные вирусы - возбудители ящура, поражающие крупный рогатый скот.

Гипотезы происхождения

  1. Существует гипотеза происхождения вирусов, согласно которой вирусы когда-то были мелкими клетками, паразитирующими в более крупных клетках, наподобие риккетсий и хламидий, но со временем они утратили все «лишнее», что не было нужно при паразитическом образе жизни. Остался только генетический материал в «упаковке». Упрощение организации, связанное с утратой органов и систем, биологи называют дегенерацией, а эту гипотезу, соответственно - гипотезой дегенерации.
  2. Согласно другой гипотезе, которая называется гипотезой клеточного происхождения, вирусы образовались из фрагментов клеточных нуклеиновых кислот
  3. Третья гипотеза - гипотеза коэволюции (совместной эволюции) - полагает, что вирусы появились при соединении белков с нуклеиновыми кислотами одновременно с первыми клетками и эволюционировали, то есть изменялись вместе с ними.

Существуют заболевания, вызванные бактериями. С появлением антибиотиков они в наше время успешно лечатся.

Что же касается вирусных заболеваний, то большую роль в лечении таких болезней играет иммунитет. Большинство вирусных заболеваний неизлечимо - эффективного лечения нет, что способствовало формированию негативного мнения о вирусах.

Иммунитетом (от латинского слова «immunitas», означающего «освобождение») называется способность организма защищаться от чужеродных агентов - паразитов, микроорганизмов, вирусов и веществ. Иммунитет обеспечивает постоянство внутренней среды организма, по-научному называемое гомеостазом. Защита организма от инфекции осуществляется при помощи клеток-фагоцитов, «поедающих» микроорганизмы, и при помощи особых белковых веществ-антител, которые действуют не только на микроорганизмы, но и паразитов, на вирусы и на чужеродные белки.

Иммунитет подразделяют на врожденный или наследственный и приобретенный в течение жизни. Иммунитет может быть активным, когда организм человека сам вырабатывает антитела после заболевания или в результате введения вакцины, или пассивным, когда организм получает готовые антитела от матери или при введении лечебной сыворотки. Также иммунитет подразделяют на естественный (врожденный иммунитет и приобретенный после перенесенного заболевания) и искусственный (приобретенный после введения вакцины или сыворотки).

Интересные факты из истории вирусов

Тридцать пять лет назад ВИЧ вторгся в человеческую популяцию, и на данный момент от него погибло более 37 млн человек. Сто лет назад вирус гриппа во время Первой мировой войны унес жизни почти 100 млн человек. Корь, которую конкистадоры принесли в Мексику из Европы, привела к гибели индейцев майя. В Средние века бактерия чумы уничтожила треть населения Европы, около 25 млн человек. За 600 лет до этого, в 542 г., от чумы Юстиниана погибло все население Рима. Заболевание приняло характер пандемии и охватило все Средиземноморье, вплоть до Константинополя. На пике пандемии ежедневно умирали 6000 человек. Фукидид описывал неизвестную болезнь, поразившую население Афин во время Пелопоннесской войны (около 400 г. до н.э.). Эта болезнь могла быть вызвана вирусом Эбола, кори, оспы или иными вирусами, или бактерией pesti. 3500 лет назад египетский фараон, видимо, страдал полиомиелитом, если судить по изображению человека с парализованными ногами на саркофаге. Ретро вирусоподобные элементы присутствовали у неандертальцев, которые жили 250 000-300 000 лет назад, после чего неандертальцы вымерли. А потом наступает провал в нашем понимании истории развития жизни на Земле. Большое удивление вызвало открытие ВИЧ-подобного вируса у кроликов, а именно кроличьего эндогенного лентивируса типа K (RELIK), возраст которого составляет 12 млн лет.

Возраст другого ВИЧ-подобного вируса, выявленного у лемуров (родственников обезьян) на острове Мадагаскар, может составлять 4,2 млн лет. Никто не ожидал, что ВИЧ-подобные вирусы могут существовать так долго и даже передаваться по наследству.

Последние 10 лет в Лондоне и Принстонском университете одним из самых актуальных направлений исследований является новая область науки - палеовирусология. Последовательности генов вируса Эбола, возраст которого составляет 50 млн лет, были обнаружены в геномах свиней, обезьян и летучих мышей, а в геноме человека, но не лошадей выявлены последовательности генов борнавируса. Однако борнавирус вызывает заболевание только у лошадей, но не у человека. Таким образом, эндогенные последовательности и их продукты защищают организм от соответствующих вирусных заболеваний.

В 2009 г. в Мексике начался свиной грипп, возбудителем которого стал вирус гриппа H1N1, но отличавшийся от вируса «испанки». Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила об эпидемии, посчитав, что вспышка представляет угрозу для населения всего мира. Но в расчеты вкралась ошибка. Данные по соотношению числа летальных случаев относительно гипотетически инфицированных людей оказались ошибочными, поскольку никто не знал реальной скорости распространения инфекции, например в Мексике, где люди не обращаются к врачу из-за какого-то гриппа. Показатель смертности составил 5 %, а не 50 % от численности инфицированного населения, не больше, чем при обычной сезонной эпидемии, поэтому тревога оказалась ложной.

Однако это действительно была пандемия, поскольку вирус распространился в очень большом количестве стран. Меры по обеспечению безопасности приняли быстро, и началось производство вакцины. Но для Запада оказалось слишком поздно, волна инфекции уже накрыла его. Население Южного полушария не хотело вакцинироваться даже бесплатно. Никто не воспринял свиной грипп всерьез

Если большинство клеток исчезнет, их останется так мало, что вирусы просто не найдут последнюю клетку. Поэтому при недостатке клеток-хозяев вирусы приспосабливаются к новым типам хозяев. Речь идет о таком опасном явлении, как зооноз, вследствие которого человеческий организм инфицируется совершенно новыми для себя вирусами животных.

Примерно 12 000 лет назад закончился последний ледниковый период и люди перешли из Сибири в Америку. Это было началом нашей цивилизации.

Соседство домашнего скота и людей привело к передаче от животных человеку заболеваний, известных как зоонозы. Животные и по сей день остаются самым распространенным источником инфекционных заболеваний. Так, мясо лесной дичи, содержащее обезьяний вирус, попало в пищевую цепочку человека, вызвав возникновение ВИЧ, а крыланы стали источником вируса Эбола.

С самых ранних времен вирусы находятся повсюду; никакие пипетки, используемые для исследования вирусов, никакие мировые эпидемии не могли бы вызвать столь широкое и повсеместное распространение вирусов - они «заполняют» все без исключения живые существа.

В процессе эволюции многие вирусы стали менее патогенными по отношению к своим «хозяевам». Например, вирус Эбола перешел к человеку от летучих мышей (это его основной хозяин). Аналогичным образом ВИЧ у обезьян (ВИО) больше не вызывает заболевание у обезьян, поэтому возможно, что через некоторое время организм человека «подружиться» с ВИЧ.

Новые методы, новые экспериментальные подходы позволили выяснить, что вирусы далеко не только патогены

В одной из научных публикаций, которая появилась в 2001 г., было доказано, что геном человека почти наполовину состоит из вирусов или по крайней мере вирусных последовательностей, «недовирусов», или остатков древних вирусов, населяющих наш геном миллионы лет.

Еще один удивительный факт: все геномы всех особей на планете взаимосвязаны. На генетическом уровне мы все родственники: мухи и прочие насекомые, водоросли и планктон, черви и даже пекарские дрожжи, бактерии, растения, грибы и так далее до человека, и конечно, вирусы, поскольку они являются «поставщиками» многих генов.

Положительные качества: вирусы как фактор эволюции, вирусы и инновации, вирусы у истоков жизни на Земле или по крайней мере их присутствие на планете с момента зарождения на ней жизни.

Благодаря новым технологиям вирусология с начала века полностью изменилась. Если ранее мы воспринимали вирусы как врагов человека и животных и даже всех форм жизни, то в настоящее время осознаём, что вирусы внесли свой вклад в зарождение жизни на Земле и с тех пор по сей день оказывают положительное влияние на развитие всего живого на планете.

3. Результаты исследования

Вначале сентября я выступила перед учащимися 7, 8. 9 и 10 классов. Они очень внимательно слушали мой доклад. Задавали много вопросов, ребята 9 и 10 классов переживали за бабушек и дедушек, потому что они были в группе риска.

Некоторые учащиеся нашей школы, говорили что они не боятся коронавируса, но они прекрасно запомнили, что к группе риска, относятся в основном не только пожилые, но также и молодые люди с хроническими заболеваниями, беременные женщины, люди с ослабленным иммунитетом.

Ребятам был интересен наш доклад они задавали много вопросов, на которые вопросы уже отвечали сами же ребята.

Они записали в тетрадь правила гигиены при коронавирусе:

  1. Регулярно обрабатывайте руки спиртосодержащим средством или мойте их с мылом.
  2. Держитесь от людей на расстоянии как минимум 1,5 метра, особенно если у них кашель, насморк и повышенная температура.
  3. По возможности, не трогайте руками глаза, нос и рот.
  4. При обнаружении симптомов обращайтесь за медицинской помощью.
  5. Регулярно очищайте поверхности и устройства, к которым вы прикасаетесь.
  6. Не посещайте общественные места. А также ребята были ознакомлены с рекомендациями Роспотребнадзора.

Мы провели социальный опрос в пределах школы. Было опрошено 70 учеников. Ведь корона вирусная инфекции COVID-19 является одной из наиболее обсуждаемых тем в современном мире.

Всего были опрошены 70 человека, им заданы следующие вопросы:

  1. Знаете ли вы что-то про covid-19?
  2. Covid-19 опаснее, чем обычный грипп?
  3. Знаете ли вы основные симптомы заболевания?
  4. Известные ли вам меры безопасности?
  5. Соблюдаете ли вы самоизоляцию?

Ответы на заданные вопросы приведены в следующей таблице:

Вопрос

Ответ Да (человек)

Ответ Нет (человек)

Знаете ли вы что-то про Covid-19?

64

6

Covid-19 опаснее, чем обычный грипп?

58

12

Знаете ли вы основные симптомы заболевания?

62

8

Известные ли вам меры безопасности?

67

3

Соблюдаете ли вы самоизоляцию?

68

2

Общая картина соцопроса показывает то, что большинство учеников нашей школы считают COVID-19 большой опасностью для себя лично.
Однако, не стоит отчаиваться. И подводя итоги исследовательской работы, мы узнали: что такое COVID-19, его происхождение, меры профилактики, получили данные соцопроса, а также увидели карту распространения COVID-19. Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет.

4. Выводы

  1. Мы узнали - что такое COVID-19, его происхождение, меры профилактики, получили данные соцопроса.
  2. Как только он проникает в клетку, то перестает быть химическим соединением, поскольку самостоятельно реплицируется и размножается.

Литература

  1. Айла Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Т. 1-3. М.: Мир, 1987.
  2. Биология: Школьная энциклопедия. М.: Большая Российсикая энциклопедия, 2004.
  3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3 т. М.: Мир, 1990.
  4. Медников Б.М. Биология: Формы и уровни жизни. М.: Дрофа, 2008.