W ciągu ostatnich kilku miesięcy w mediach, ale też w rozmowach wielu osób przewijają się tematy związane z wirusem SARS-CoV-2 i pandemią choroby COVID-19. Geoffrey Simmons, lekarz i biolog, zwraca w tym kontekście uwagę na złożoność mechanizmów obronnych ludzkiego organizmu, które nazywa fizjologicznymi cudami wykraczającymi poza zwykłe wypadki natury[1].

Odrobina mikrobiologii i biologii molekularnej

Koronawirus SARS-CoV-2 oraz inne wirusy nie są organizmami żywymi, ale cząstkami zakaźnymi zdolnymi do infekowania żywych komórek i namnażania się przy ich wykorzystaniu. W momencie interakcji z komórkami gospodarza wirus w obfity sposób namnaża się, aby jeszcze intensywniej dokonywać ekspansji kolejnych komórek. Żaden wirus nie ma możliwości namnażania się poza organizmem gospodarza (np. człowieka). Pojedyncza kompletna cząstka wirusa nazywana wirionem zawiera informację genetyczną w postaci kwasu nukleinowego (RNA lub DNA) i jest otoczona proteinowym płaszczem, czyli kapsydem[2]. Koronawirus SARS-CoV-2 jest RNA-wirusem, co oznacza, że nośnikiem informacji genetycznej w jego wirionach jest RNA. To dość istotny szczegół – od rodzaju kwasu nukleinowego w wirionach zależy częstotliwość mutacji wirusa oraz spustoszenia, które on wywołuje w zakażonym organizmie.

Różnic między DNA a RNA jest wiele, m.in. sprawują inne funkcje w procesach komórkowych i mają inny cukier w swojej budowie. Ale przede wszystkim różnią się budową przestrzenną i molekularną. DNA jest niemal zawsze dwuniciowy, a RNA – głównie jednoniciowy, zaś zasadą komplementarną dla adeniny w RNA jest uracyl, a w DNA – tymina[3]. DNA jest więc bardziej stabilne i odporne na trwałe mutacje oraz spontaniczne lub enzymatyczne zmiany molekularne (np. deaminacja cytozyny). Warto również wspomnieć, że DNA posiada własne mechanizmy autonaprawy, które usuwają niechciane błędy w informacji genetycznej[4].

SARS-CoV-2 jako RNA-wirus wywołuje infekcje ostre poprzez oddziaływanie z określonymi białkami, przez co pośrednio wpływa na procesy komórkowe lub transport międzykomórkowy. Ze względu jednak na fakt, że jedno białko może być elementem kilku szlaków metabolicznych, niewielka mutacja wywołana przez RNA-wirusa może powodować poważne wieloukładowe konsekwencje w organizmie[5]. Nie inaczej jest z koronawirusem SARS-CoV-2, ponieważ choroba COVID-19 również wykazuje się niejednorodnym przebiegiem. Wywoływać może bowiem zarówno powikłania płucne, jak i sercowo-naczyniowe czy hematologiczne, a nawet neurologiczne (np. zapalenie mózgu)[6]. Dodatkowym groźnym mechanizmem działania koronawirusa SARS-CoV-2 jest tłumienie interferencji RNA, co ma na celu przezwyciężenie mechanizmów obronnych osoby zarażonej[7]. Ze względu na ryzyko wieloukładowych konsekwencji oraz szybkość rozprzestrzeniania się wirusa już od początku zaleca się wdrażanie środków ostrożności, takich jak stosowanie maseczek i rękawiczek jednorazowych oraz częste mycie rąk[8]. Najważniejszą linię obrony stanowi jednak układ odpornościowy, bogaty w mnóstwo mechanizmów obronnych oraz odpornościowych, m.in. aż 4943 białek ukierunkowanych na wirusy, które potrafią w znacznej mierze zwalczyć zorganizowane działania wirusów[9].

Złożoność działania układu odpornościowego

O układzie odpornościowym mówi Geoffrey Simmons, który zauważa, że mechanizmy obronne ludzkiego organizmu są fizjologicznymi cudami wykraczającymi poza zwykłe wypadki natury i wykazujące się złożonością, którą można określić mianem nieredukowalnej[10]. Działanie układu immunologicznego jest tak złożone, że niemal niezastępowalne przez jakiekolwiek substancje chemiczne czy sztuczne mechanizmy. Dlatego też do wzmacniania odporności oraz leczenia chorych wykorzystywane są naturalne mechanizmy ludzkiego organizmu[11], a jednym z najwyraźniejszych przykładów są szczepionki. Mają one na celu imitowanie naturalnej infekcji, aby organizm sam ukształtował odpowiedź biologiczną i w konsekwencji był przygotowany na realne zagrożenie w przyszłości[12]. Choć leczenie, wszelkiego rodzaju działania terapeutyczne czy szczepionki wymagają zaawansowanej wiedzy medycznej, to byłyby niemożliwe, gdyby nie zdumiewające procesy fizjologiczne ludzkiego organizmu, o których już na początku swojego artykułu opowiada Simmons[13]. Zauważa on, że szczepionki są najskuteczniejszą formą profilaktyki właśnie z tego powodu, że nie są one sztuczną substancją leczniczą, ale stanowią formę zaangażowania układu odpornościowego do prawidłowej pracy. Simmons wylicza elementy układu odpornościowego, jakimi są w głównej mierze białe krwinki, wśród których znajdują się limfocyty B, limfocyty T, granulocyty, makrofagi oraz komórki dendrytyczne i plazmatyczne. Wszystkie te formacje komórek stoją na straży całego organizmu. Wspomniane krwinki są w stanie rozpoznać, czy dana cząsteczka, z którą mają styczność, jest szkodliwa, czy przyjazna. Jeśli układ odpornościowy zidentyfikuje białko czy materiał genetyczny jako szkodliwy, uruchamiany jest układ dopełniacza – biochemiczna kaskada oparta na układzie kilkudziesięciu białek i powiązanych z nimi receptorów oraz regulatorów, która ma na celu prawidłowy przebieg odpowiedzi immunologicznej. Proces ten przypomina inne kaskady biochemiczne, jak. m.in. krzepnięcie krwi. Jest to przykład nieredukowalnej złożoności, o której wspomina biochemik Michael J. Behe[14].

Simmons omawia również mechanizm zapamiętywania przez organizm człowieka sekwencji szkodliwego czynnika, kiedy to wytwarzane są przeciwciała nakierowane na konkretny patogen. Dzieje się tak w przypadku naturalnej infekcji, ale również w wyniku iniekcji szczepionki. Simmons nazywa to bankiem pamięci organizmu, w którym w ciągu nanosekundy układ odpornościowy jest w stanie wychwycić najdrobniejsze szczegóły szkodliwego drobnoustroju.

Autor tekstu opowiada również o gorączce jako naturalnym procesie, który wydaje się wysoce przemyślany i zaplanowany, gdyż stanowi naturalną obronę przed wieloma inwazyjnymi mikroorganizmami lub wirusami, które w dużej mierze nie tolerują ciepła. Układ immunologiczny musi działać sprawnie, gdyż niemal nieustannie organizm wystawiony jest na działanie patogenów, które mogą się dostać różnymi drogami, a od skuteczności działania tego układu zależy więc w głównej mierze prawidłowe funkcjonowanie pozostałych układów, które dzięki sprawnej odporności nie są obciążone patogenami. Oczywiście działanie układu immunologicznego powinno być optymalne i dostrojone, o czym również szczegółowo opowiada Simmons[15]. Najlepszym zaś lekarstwem dla organizmu są przeciwciała wytworzone przez niego samego. O wspomnianych kwestiach oraz o tekście Simmonsa szerzej opowiada tekst Koronawirus i projekt układu odpornościowego zamieszczony na stronie „W poszukiwaniu projektu”[16].

 

Literatura

1. Baghizadeh Fini M., What Dentists Need to Know About COVID-19, „Oral Oncology” 2020, Vol. 105, No. 104741 [dostęp 30 IX 2020].
2. Bagrowski B., Koronawirus i projekt układu odpornościowego, „W poszukiwaniu projektu” [dostęp 30 IX 2020].
3. Behe M.J., Czarna skrzynka Darwina: Biochemiczne wyzwanie dla ewolucjonizmu, tłum. D. Sagan, „Biblioteka Filozoficznych Aspektów Genezy”, t. 4, Warszawa 2008, s. 39.
4. Bridwell R., Long B., Gottlieb M., Neurologic Complications of COVID-19, „The American Journal of Emergency Medicine” 2020, Vol. 38, No. 7, s. 1549.e3-1549.e7 [dostęp 30 IX 2020].
5. Chopra D., Tanzi R.E., Twój supermózg, tłum. J. Mikos, Warszawa 2014.
6. Durmuş S., Ülgen K.Ö., Comparative Interactomics for Virus–human Protein–protein Interactions: DNA Viruses Versus RNA Viruses, „FEBS Open Bio” 2017, Vol. 7, No. 1, s. 96–107 [dostęp 30 IX 2020].
7. Gabryelska M.M., Szymański M., Barciszewski J., DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. Krótka historia odkryć, „Nauka” 2009, Vol. 2, s. 111–134 [dostęp 30 IX 2020].
8. Goździcka-Józefiak A. (red.), Wirusologia – I, Warszawa 2019, s. 1.
9. Jurgowiak M., Oliński R., Dwulicowy uracyl, „Wiedza i Życie” 2011, Vol. 1 [dostęp 30 IX 2020].
10. Kannan S., et al., Shaik Syed Ali P., Sheeza A., Hemalatha K., COVID-19 (Novel Coronavirus 2019) – Recent Trends, „European Review for Medical and Pharmacological Sciences” 2020, Vol. 24, No. 4, s. 2006–2011 [dostęp 30 IX 2020].
11. Schlegel H.G., Mikrobiologia ogólna, Warszawa 2003.
12. Simmons G., Physician’s Diary: Our Remarkable Healing Processes and the Coronavirus Infection, „Evolution News & Science Today” 2020, April 15 [dostęp 30 IX 2020].
13. Stefanoff P., Co to jest szczepionka?, „PZH – Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego” [dostęp 30 IX 2020].

 

[1] Por. G. Simmons, Physician’s Diary: Our Remarkable Healing Processes and the Coronavirus Infection, „Evolution News & Science Today” 2020, April 15 [dostęp 30 IX 2020].

[2] Por. A. Goździcka-Józefiak (red.), Wirusologia – wyd. I, Warszawa 2019, s. 1; H.G. Schlegel, Mikrobiologia ogólna, tłum. Z. Markiewicz, Warszawa 2003, s. 173–174, 182.

[3] Por. M.M. Gabryelska, M. Szymański, J. Barciszewski, DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. Krótka historia odkryć, „Nauka” 2009, Vol. 2, s. 117–121 [111–134] [dostęp 30 IX 2020].

[4] Por. M. Jurgowiak, R. Oliński, Dwulicowy uracyl, „Wiedza i Życie” 2011, nr 1 [dostęp 30 IX 2020].

[5] Por. S. Durmuş^, K.Ö. Ülgen, Comparative Interactomics for Virus–human Protein–protein Interactions: DNA Viruses Versus RNA Viruses, „FEBS Open Bio” 2017, Vol. 7, No. 1, s. 96–97 [96–107] [dostęp 30 IX 2020].

[6] Por. R. Bridwell, B. Long, M. Gottlieb, Neurologic Complications of COVID-19, „The American Journal of Emergency Medicine” 2020, Vol. 38, No. 7, s. 1549.e3-1549.e7 [dostęp 30 IX 2020].

[7] Por. Kannan et al., COVID-19, s. 2006.

[8] Por. M. Baghizadeh Fini, What Dentists Need to Know About COVID-19, „Oral Oncology” 2020, Vol. 105, No. 104741 [dostęp 30 IX 2020].

[9] Por. Durmuş^, Ülgen, Comparative Interactomics, s. 99.

[10] Por. G. Simmons, Physician’s Diary: Our Remarkable Healing Processes and the Coronavirus Infection, „Evolution News & Science Today” 2020, April 15 [dostęp 30 IX 2020].

[11] Por. Simmons, Physician’s Diary.

[12] Por. P. Stefanoff, Co to jest szczepionka?, „PZH – Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego” [dostęp 30 IX 2020].

[13] Por. Simmons, Physician’s Diary.

[14] Por. M. J. Behe, Czarna skrzynka Darwina: Biochemiczne wyzwanie dla ewolucjonizmu, tłum. D. Sagan, „Biblioteka Filozoficznych Aspektów Genezy”, t. 4, Warszawa 2008, s. 39.

[15] Por. Simmons, Physician’s Diary.

[16] Por. B. Bagrowski, Koronawirus i projekt układu odpornościowego, „W poszukiwaniu projektu” [dostęp 30 IX 2020].