Οι ιοί αποτελούνται από γενετικό (αναπαραγωγικό) υλικό και πρωτεΐνες. Ένας ιός, όπως για παράδειγμα ο HCV μπορεί να έχει σαν γενετικό υλικό το RNA, δηλαδή υλικό που αποτελείται από μια μονή σπειροειδή αλυσίδα (έλικα) μορίων που σχηματίζουν ένα συνολικό μεγαλύτερο μόριο, το ριβονουκλεϊνικό οξύ (Ribonucleic Acid- RNA).
Αντίθετα άλλοι ιοί, όπως ο ιός της ηπατίτιδας Β έχει γενετικό υλικό που αποτελείται από διπλή έλικα ριβονουκλεϊνικού οξέος και έτσι ονομάζεται DNA (Deoxyribonucleic Acid – δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ).Το DNA είναι ένα πιο ολοκληρωμένο και πιο συχνά απαντώμενο μόριο στη φύση. Υπάρχει στον πυρήνα των κυττάρων της πλειοψηφίας των ζώντων οργανισμών, μεταξύ αυτών και στα ανθρώπινα κύτταρα.
Τα διάφορα τμήματα μορίων που απαρτίζουν το RNA ή το DNA ονομάζονται γονίδια και περιέχουν συγκεκριμένες κωδικοποιημένες πληροφορίες για την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη συγκεκριμένων χαρακτηριστικών ενός οργανισμού αλλά και των απογόνων που θα προκύψουν από την αναπαραγωγή του. Για παράδειγμα στο ανθρώπινο DNA υπάρχουν διαφορετικά γονίδια που ρυθμίζουν το χρώμα των ματιών ή το μέγεθος των άκρων, και αυτά τα γονίδια θα μεταβιβαστούν και στους απογόνους.
Αντίστοιχα στο γενετικό υλικό ενός ιού υπάρχουν γονίδια που ρυθμίζουν την αναπαραγωγή του ιού σε πολλαπλά αντίγραφα αλλά και την κατασκευή των διαφόρων τμημάτων των νέων σωματιδίων του ιού που θα προκύψουν. Τα γονίδια του RNAή DNAενός ιού μεταβιβάζονται και στα αντίγραφα του.
Το RNA ή το DNA ενός εξελιγμένου ιού είναι κλεισμένο σε ένα ή δύο προστατευτικά περιβλήματα κατασκευασμένα από πρωτεΐνες. Αυτά τα περιβλήματα, είναι πάρα πολύ ισχυρά, πράγμα που επιτρέπει σε έναν τέτοιο ιό να αντέχει την επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού – οικοδεσπότη.
Οι RNA ιοί μεταλλάσσονται (αλλάζουν χημική σύνθεση και μορφή – στο γενετικό τους υλικό κατά κύριο λόγο) πολύ περισσότερο από τους ιούς DNA. Σε αυτό παίζει ρόλο το ότι αποτελούνται από μονή έλικα ριβονουκλεϊνικού οξέος, κάτι που τους κάνει πολύ πιο ασταθείς σε σχέση με τους διπλής έλικας ιούς DNA.Αυτή η ικανότητα να μεταλλάσσονται κάνει τους ιούς RNA πολύ πιο δύσκολο να αναγνωριστούν και να καταστραφούν από το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος μας. Ακόμη κάνει δυσκολότερη την παραγωγή εμβολίων και φαρμάκων εναντίον τους. Εικάζεται από ορισμένους ερευνητές ότι η συχνή μετάλλαξη στο γονιδίωμα (γενετικό υλικό) των RNAιών και η συνεπακόλουθη παραγωγή συνεχώς διαφορετικών αντιγράφων από τον πρωτότυπο ιό δεν είναι τόσο τυχαία και πιθανόν να γίνεται ’’εκ προθέσεως’’ σε μια προσπάθειά τους να επιβιώσουν ! Έχει φανεί ότι όταν αυτοί οι ιοί έρχονται σε επαφή με εμβόλια ή φάρμακα που τους καταπολεμούν, αυξάνουν το ρυθμό των μεταλλάξεών τους προσπαθώντας να αποκτήσουν αντοχή σε αυτά ! Αυτή η ικανότητά τους έχει περιγραφεί και ως ’’γονιδιωματική νοημοσύνη’’. Υπάρχουν ενδείξεις ότι τα ποσοστά μετάλλαξης του HCV αυξάνουν όταν έρχεται σε επαφή με φάρμακα όπως η ιντερφερόνη και η ριμπαβιρίνη. Κλασσικότερη τέτοια περίπτωση ιού RNAμε μεγάλη ικανότητα μεταλλάξεων και επιβίωσης είναι ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV).
Κυτταρική εισαγωγή και αναπαραγωγή
Η επιφάνεια του περιβλήματος ενός ιού που είναι ένα σύνολο από πρωτεΐνες, είναι δομημένη με τέτοιο τρόπο που αποτελείται από πολλά πρωτεϊνικά μόρια που προβάλλουν έξω από αυτή και ονομάζονται υποδοχείς. Αυτοί λειτουργούν ως αισθητήρια όργανα του ιού που τον πληροφορούν για τις συνθήκες του περιβάλλοντός του και τον βοηθούν να προσκολλάται μόνο στα κύτταρα τα οποία είναι φτιαγμένος για να προσβάλλει. Η προσκόλληση αυτή γίνεται με σύνδεση των υποδοχέων της επιφάνειας του ιού, με άλλους υποδοχείς που υπάρχουν στην επιφάνεια των συγκεκριμένων αυτών κυττάρων και που έχουν συμπληρωματική χημική δομή με τους ιικούς υποδοχείς. Οι πρωτεϊνικοί υποδοχείς του ιού εφόσον συνδεθούν με τους κυτταρικούς υποδοχείς, δεν επιτρέπουν στο κύτταρο να αναγνωρίσει τον ιό ως ξένο σώμα και έτσι αυτός βρίσκει την ευκαιρία να εισέλθει μέσα σε αυτό.
Έτσι για παράδειγμα οι ιοί του κοινού κρυολογήματος προσβάλλουν μόνο τα κύτταρα στους βλεννογόνους του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος που διαθέτουν υποδοχείς γι’ αυτούς, ενώ οι ιοί της πνευμονίας/βρογχοπνευμονίας μολύνουν τα κύτταρα του πνεύμονα ή/και των βρόγχων στο κατώτερο αναπνευστικό σύστημα. Οι ιοί της ηπατίτιδας είναι εξειδικευμένοι να προσβάλλουν τα κύτταρα του ήπατος, κατά κύριο λόγο.
Πώς αναπτύσσονται οι ιοί
Οι ιοί είναι εξαιρετικά αναπαραγωγικοί οργανισμοί, αλλά αυτό το κάνουν ζώντας σε βάρος άλλων οργανισμών. Υπάρχουν περισσότερα είδη ιών σήμερα από όλα τα άλλα είδη ζωντανών οργανισμών σε ολόκληρο τον κόσμο. Όλες οι αναγνωρίσιμες μορφές ζωής είναι ευαίσθητες στην απειλή των ιών να εισέλθουν στα κύτταρα τους, όπου μπορούν να υπάρξουν και να ζήσουν ως παράσιτα.
Είναι συζητήσιμο το κατά πόσο ή όχι οι ιοί μπορούν να περιγραφούν ως πραγματικοί ζωντανοί οργανισμοί. Έξω από τα κύτταρα οι ιοί παραμένουν εντελώς αδρανείς. Δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν τις δραστηριότητες που χαρακτηρίζονται ως ζωτικές γι’ αυτούς όπως η αναπαραγωγή. Παρόλα αυτά ορισμένοι εξ αυτών είναι ιδιαίτερα ανθεκτικοί ακόμη και εκτός των ζώντων κυττάρων και έτσι πολύ μεταδοτικοί αν έρθουν σε επαφή με ζωικούς ιστούς.
Τα σωματίδια των ιών είναι μικροσκοπικά και δεν περιέχουν τα περίπλοκα συστήματα οργάνων που απαιτούνται σε ανώτερους οργανισμούς προκειμένου να αναπαραχθούν. Ο μόνος τρόπος για να αναπαραχθεί ένας ιός είναι εισχωρώντας μέσα σε έναν άλλο οργανισμό που ονομάζεται ξενιστής (δηλαδή αυτός που φιλοξενεί τον ιό – ο οικοδεσπότης). Κατά τη διάρκεια της εξέλιξής τους οι ιοί έχουν αναπτύξει σταδιακά την ικανότητα να ’’κρύβονται’’ ξεγελώντας κατά κάποιο τρόπο ορισμένα κύτταρα μέσα σε ζωντανούς οργανισμούς, όπως στον άνθρωπο, τα ζώα και τα φυτά, έτσι ώστε τα κύτταρα να τους επιτρέπουν να παραμείνουν μέσα τους.
Μόλις εγκατασταθούν στο εσωτερικό των κυττάρων, εκμεταλλεύονται τον κυτταρικό μηχανισμό αναπαραγωγής, προσκολλώντας και συνδέοντας το γενετικό τους υλικό (RNA ή DNA) στο γενετικό υλικό ( DNA) του κυττάρου. Έτσι καταφέρνουν να αναπαράγονται οι ίδιοι αντί για το κύτταρο, το οποίο τελικά συνήθως καταστρέφεται και στη θέση του εμφανίζονται νέα σωματίδια-αντίγραφα του ιού, προκειμένου να διεισδύσουν και να μολύνουν νέα κύτταρα του οργανισμού ξενιστή. Αυτός ο φαύλος κύκλος αναπαραγωγής των ιών μπορεί να οδηγήσει τελικά στην καταστροφή ολόκληρου του πολυκύτταρου οργανισμού που προσβλήθηκε, αν το ανοσοποιητικό του σύστημα δεν καταφέρει να εξουδετερώσει τον ιό εισβολέα.
Οι ιοί έχουν μάθει να συν-εξελίσσονται μαζί με τους οικοδεσπότες τους. Καθώς το ανοσοποιητικό σύστημα των ζωντανών οργανισμών έχει αναπτύξει νέους τρόπους υπεράσπισης, οι ιοί φαίνεται να έχουν προσαρμοστεί με συνέπεια οι ίδιοι να ξεπερνούν αυτούς τους αμυντικούς μηχανισμούς. Οι ιοί είναι επίσης πιο δύσκολο να καταπολεμηθούν με φάρμακα από ότι είναι οι απλές βακτηριακές λοιμώξεις, καθώς με τα φάρμακα διατρέχει τον κίνδυνο να καταστραφεί το υγειές κύτταρο του οικοδεσπότη.
Πώς αντιδρά το ανοσοποιητικό σύστημα και πώς κάποιοι ιοί το αποφεύγουν;
Οι ιοί έχουν πρόσβαση στο ανθρώπινο σώμα με διάφορους τρόπους, όπως εισπνοή αερίων, κατάποση τροφίμων και υγρών, μέσω του σάλιου, μέσω των κοπράνων, από τη μητέρα στο παιδί κατά τον τοκετό ή το θηλασμό, με τη σεξουαλική επαφή ή με την επαφή αίματος με αίμα (ακόμη και σε απειροελάχιστες ποσότητες).
Το ανοσοποιητικό σύστημα καταπολεμά με επιτυχία άμεσα τους περισσότερους ιούς. Όλοι οι μηχανισμοί του μπορούν να συμμετάσχουν στην αντίσταση κατά της εισβολής ενός ιού. Μεταξύ αυτών είναι και διάφορα συστήματα αμυντικών κυττάρων του αίματος, όπως το σύστημα των λευκών αιμοσφαιρίων τα οποία επιτίθενται και καταβροχθίζουν τα ιικά σωματίδια, αλλά και των λεμφοκυττάρων τα οποία παράγουν αντισώματα (ειδικές πρωτεΐνες που αναγνωρίζουν το συγκεκριμένο ιό) ή επιτίθενται εναντίον των προσβεβλημένων από τον ιό κυττάρων. Αυτό επιτρέπει στον οργανισμό να ανακάμπτει από τις περισσότερες ιογενείς λοιμώξεις μέσα σε διάστημα λίγων ημερών ή εβδομάδων. Επιπλέον το ανοσοποιητικό σύστημα με την παραγωγή των αντισωμάτων γνωρίζει πλέον ποιοι ιοί έχουν εισβάλλει κατά καιρούς στο σώμα και είναι κατάλληλα προετοιμασμένο για το ενδεχόμενο νέας εισβολής των ίδιων ιών. Έτσι αν ένας ίδιος ιός εισβάλλει ξανά, τα αντισώματα που φτιάχτηκαν ειδικά γι’ αυτόν θα επιτεθούν στα σωματίδιά του και θα τα καταστρέψουν πριν προλάβει να προκαλέσει εκ νέου λοίμωξη.
Ωστόσο υπάρχουν ιοί που καταφέρνουν να ξεγελάσουν ή να αποφύγουν τους μηχανισμούς του ανοσοποιητικού συστήματος και έτσι η λοίμωξη που προκαλούν μετατρέπεται σε χρόνια. Σε μερικές τέτοιες περιπτώσεις το ανοσοποιητικό προσπαθεί να αντιδράσει, αλλά με λάθος και μη εξειδικευμένο τρόπο, κάτι που μπορεί να προκαλέσει πολλά προβλήματα στο όργανο ή το σύστημα οργάνων που έχει προσβληθεί, με αποτέλεσμα η ζημιά που τελικά το ανοσοποιητικό προκαλεί να είναι σοβαρή και παρόμοια με τη ζημιά που μπορεί να προκαλέσει ο ίδιος ο ιός. Αυτό μπορεί να συμβεί σε ένα ποσοστό των περιπτώσεων με λοίμωξη από τους ιούς HBV και HCV, με αποτέλεσμα τη χρόνια λοίμωξη (χρόνια ηπατίτιδα).
Είναι πολύ σημαντικό να γίνει αντιληπτό ότι η ζημιά που προκαλείται στο ήπαρ σε μια χρόνια ηπατίτιδα προκαλείται ουσιαστικά από το ανεπαρκές ή ελαττωματικό ανοσοποιητικό σύστημα του προσβεβλημένου οργανισμού, που αντί να καταστρέψει τον ιό εισβολέα και τα μολυσμένα από αυτόν κύτταρα του ήπατος, επιτίθεται και καταστρέφει τα ηπατικά κύτταρα αδιακρίτως. Αυτό όμως συμβαίνει σε στατιστικά διαφορετικά ποσοστά για τη λοίμωξη από κάθε ιό. Στην περίπτωση του ιού της ηπατίτιδας Β (HBV) αυτό συμβαίνει στο 20% περίπου των προσβεβλημένων ατόμων, αλλά αυτό μπορεί να αλλάζει. Στην περίπτωση της λοίμωξης από τον ιό της ηπατίτιδας C (HCV) αυτό συμβαίνει στο 80% περίπου των ατόμων που προσβάλλονται και έχει σχέση με την υψηλή συχνότητα μεταλλάξεων του HCV.
Άρα είναι επίσης σημαντικό να γίνει αντιληπτό ότι δεν φέρει όλη την ευθύνη της χρόνιας λοίμωξης μόνο το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ατόμου, αλλά και το είδος του ιού που προκαλεί τη λοίμωξη. Τα υψηλά ποσοστά χρόνιας λοίμωξης από τους ιούς HCV και HIV οφείλονται κυρίως στην ικανότητα αυτών των ιών να μεταλλάσσονται συχνά σε διαφορετικές μορφές και να ξεγελούν το ανοσοποιητικό σύστημα.
Στην περίπτωση της λοίμωξης από τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας HIV, παρότι είναι διαφορετική και ο στόχος δεν είναι το ήπαρ αλλά τα ίδια τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, η αδυναμία του ανοσοποιητικού να ανταποκριθεί επαρκώς είναι χαρακτηριστική και συμβαίνει σχεδόν σε όλους όσους προσβάλλονται από τον ιό με ελάχιστες εξαιρέσεις.
