Проект на тему «Вирусы: беда XXI века»

Введение

Весной 2020 года школы по всей России, как и во многих других странах, перешли на дистанционное обучение. Причиной стал новый коронавирус SARS-CoV-2, частица которого имеет размер около одной десятитысячной миллиметра, но за несколько месяцев распространилась по всему миру. Всемирная организация здравоохранения 11 марта 2020 года объявила пандемию, и для большинства из нас это был первый случай, когда вирусная болезнь изменила повседневную жизнь каждой семьи.

При этом коронавирус не был ни первой, ни единственной вирусной угрозой нового века. В 2002–2003 годах мир встревожила атипичная пневмония, в 2009 году пандемия гриппа H1N1, в 2014–2016 годах эпидемия лихорадки Эбола в Западной Африке. Поэтому название проекта, «Вирусы: беда XXI века», нельзя считать преувеличением. Вирусы, конечно, существовали всегда, но рост городов, плотность населения и скорость авиаперелётов сделали их распространение намного быстрее, чем в прошлом.

Актуальность проекта связана с тем, что многие школьники знают о вирусах только по новостям и плохо представляют, чем вирус отличается от бактерии, почему от вирусных болезней не помогают антибиотики и как на самом деле защищают прививки, маски и мытьё рук. Из-за этого легко поверить слухам и ошибочным советам, которые широко распространялись в соцсетях во время пандемии.

Цель проекта — выяснить, что представляют собой вирусы и почему вирусные инфекции стали одной из главных угроз здоровью людей в XXI веке, и подготовить памятку для учащихся о том, как защититься от них.

Задачи проекта: изучить историю открытия вирусов и их строение; рассмотреть, как вирус заражает клетку; собрать сведения о крупнейших вирусных эпидемиях XXI века; выяснить, какие меры защиты действуют на самом деле; составить памятку для одноклассников.

Гипотеза: распространению вирусных инфекций в наше время способствуют условия жизни современного общества, а простые меры профилактики заметно снижают риск заболеть. Продукт проекта — иллюстрированная памятка «Как защититься от вирусов».

Работа состоит из двух глав. В первой рассмотрены строение вирусов и крупнейшие эпидемии нашего века, во второй описаны меры профилактики и процесс создания памятки.

Глава 1. Что такое вирусы и почему они опасны

1.1 Открытие вирусов

Вирусы открыли совсем недавно по меркам истории науки. В 1892 году русский учёный Дмитрий Иосифович Ивановский изучал мозаичную болезнь табака, при которой листья растения покрываются пятнами. Он пропустил сок больного растения через фильтр, который задерживал все известные тогда бактерии, и обнаружил, что отфильтрованный сок всё равно заражает здоровые растения. Значит, болезнь вызывал какой-то возбудитель, намного более мелкий, чем бактерии.

Через несколько лет к тому же выводу независимо пришёл голландский микробиолог Мартинус Бейеринк, который и ввёл в науку слово «вирус», в переводе с латыни «яд». Увидеть сами вирусы удалось только в 1930-е годы, после изобретения электронного микроскопа, потому что в обычный световой микроскоп они не видны. Первым сфотографировали как раз вирус табачной мозаики, похожий на маленькую палочку.

С тех пор вирусология стала одной из самых быстро развивающихся наук. Международный комитет по таксономии вирусов, который ведёт их общий список, к 2020-м годам описал уже более десяти тысяч видов, и каждый год к ним добавляются новые. Учёные считают, что это лишь малая часть: вирусы есть у всех живых существ, от бактерий до китов, и в одном литре морской воды их могут быть миллиарды. Подавляющее большинство из них человеку не опасно, но несколько сотен видов вызывают болезни людей, от простуды и ветрянки до кори, бешенства и ВИЧ-инфекции.

1.2 Строение вирусов и заражение клетки

Вирус устроен очень просто. Он состоит из молекулы наследственного вещества, ДНК или РНК, и белковой оболочки, которая её защищает. У некоторых вирусов, например у вирусов гриппа и коронавирусов, поверх белковой оболочки есть ещё одна, жировая, взятая у клетки хозяина. Размер большинства вирусов от 20 до 300 нанометров. Если увеличить кишечную палочку до размеров футбольного мяча, вирус гриппа рядом с ней будет величиной с горошину.

Вне живой клетки вирус ничего не делает: не питается, не растёт, не размножается и может долго лежать, например, на дверной ручке, как пылинка. Из-за этого биологи до сих пор спорят, считать ли вирусы живыми, и в школьных учебниках их осторожно называют неклеточной формой жизни. Всё меняется, когда вирус попадает в подходящую клетку. Он прикрепляется к её поверхности, проникает внутрь и подменяет клетке «программу», так что она начинает собирать вирусные частицы вместо собственных белков. Через несколько часов клетка разрушается, и из неё выходят сотни новых вирусов.

Отсюда понятно, почему при гриппе и простуде антибиотики бесполезны, хотя многие до сих пор принимают их «на всякий случай». Антибиотик разрушает стенку бактериальной клетки или останавливает работу бактериальных рибосом, а у вируса нет ни стенки, ни рибосом. Против вирусов врачи используют противовирусные препараты, которые созданы лишь для некоторых болезней, и прививки. Прививка знакомит иммунную систему с безопасной частью вируса или с ослабленным вирусом, и при настоящей встрече организм уже знает, какие антитела вырабатывать.

Вирусы поражают не только людей. Существуют вирусы растений, как тот самый вирус табачной мозаики, вирусы животных, вызывающие, например, бешенство и ящур, и даже вирусы бактерий, которые называют бактериофагами. Бактериофаги в последние годы снова привлекают внимание врачей: ими пробуют лечить инфекции, вызванные бактериями, устойчивыми к антибиотикам.

1.3 Вирусные эпидемии XXI века

За первые два десятилетия нашего века человечество столкнулось сразу с несколькими опасными вирусными вспышками. Сведения о самых известных из них собраны в таблице 1 по данным Всемирной организации здравоохранения.

Таблица 1 — Крупнейшие вирусные эпидемии XXI века

Таблица показывает, что три из пяти эпидемий вызваны коронавирусами, причём два из них до XXI века науке не были известны. Учёные считают, что эти вирусы перешли к людям от животных, вероятнее всего от летучих мышей через промежуточных хозяев, например через верблюдов в случае MERS.

Масштаб эпидемий, при которых вирус удалось остановить сравнительно быстро, показан на рисунке 1. COVID-19 на нём не изображён, так как число заболевших им несопоставимо больше и столбик просто не поместился бы на диаграмме.

Из рисунка видно, что даже «небольшие» по мировым меркам эпидемии затрагивали тысячи и десятки тысяч людей. Эбола опаснее других из-за высокой смертности, тогда как атипичная пневмония и MERS напугали врачей прежде всего тем, что распространялись в больницах и заражали медицинский персонал.

Отдельно стоит сказать о гриппе, который в таблице представлен пандемией 2009 года. Вирус гриппа постоянно меняется, поэтому переболевший человек через год может заболеть снова, а вакцину приходится обновлять каждый сезон. Время от времени появляется вариант, к которому у людей совсем нет иммунитета, и тогда начинается пандемия. Самой тяжёлой из известных стала «испанка» 1918–1920 годов, а пандемия 2009 года, хотя и охватила весь мир, оказалась значительно мягче.

Почему же вирусные эпидемии стали так часты именно сейчас? Учёные называют несколько причин. Люди всё глубже осваивают леса и чаще соприкасаются с дикими животными, а значит, и с их вирусами. Города становятся крупнее и теснее, и болезнь легко переходит от человека к человеку. Наконец, самолёт за сутки доставляет заражённого пассажира на другой конец планеты, поэтому вспышка в одном городе за несколько недель может превратиться в пандемию.