Віруси забезпечують еволюцію людини та її пристосування до змін довкілля – професор Костянтин Уманський

Є таке слово – убіквітарність (від латинського слова ubique – всюди, у всьому). Воно увійшло в широкий вжиток за часів святої інквізиції, яка вважала, що єресь є убіквітарною – тобто властивою всьому, поширеною і незнищенною як кропива. Зараз це поняття все частіше пов'язують з вірусами.

1. Віруси були відкриті в 1892 році Дмитром Івановським. З самого початку вірусологія розвивалася як галузь інфекційної патології: віруси розглядалися як новий вид хвороботворних збудників. Зараз відомі багато сотень різних вірусів – і всіх їх вважають внутрішньоклітинними паразитами, що є загрозою благополуччю і навіть життю інших представників живої природи.

Подібна початкова постановка питання взагалі природна для людського суспільства, що постійно знаходиться в певному "протиборстві" з факторами навколишнього середовища. Крім того, причиною глибоко вкоріненого відношення до вірусів як до небажаних, патологічних агентів послужив розвиток вчення про інфекційні хвороби і в першу чергу про бактеріальні і паразитарні, яким організм протиставляє складний комплекс імунних механізмів, багато в чому схожий противірусним захистом, що організує організм.

Відкривши сам факт існування вірусів, і в першу чергу, виявивши їхню шкідливу дію, що веде до захворювання, людина оголосила їм священну війну. Але якщо мати на увазі безсумнівну убіквітарність вірусів, їхню шкідливу дію слід вважати швидше винятком, ніж правилом. Справді, ми самі і вся навколишня природа безмежно насичена вірусами, однак навіть під час найтяжчих епідемій, що викликаються, наприклад, вірусами поліомієліту, хворіє не більше одного-двох чоловік зі ста тисяч. Серед дітей, що свідомо отримали цей вірус, захворює лише один з тисячі. Подібне ж співвідношення характерно і для захворювань, викликаних вірусом кліщового енцефаліту.

Виходить своєрідний парадокс: ми звертаємо пильну увагу лише на ті виняткові випадки, коли зустріч з вірусом обертається хворобою. Решта зустрічей начебто не викликають нашого інтересу. Те ж саме стосується й наших поглядів на взаємини вірусів з тваринами і рослинами.

Тут ми явно суперечимо логіці. Якщо в місті з населенням 100 000 чоловік є один дармоїд або один вбивця, то у нас навіть не виникає думки поширювати це звинувачення на інших 99 999 жителів. То може варто подивитися на взаємини вірусів з іншими представниками живої природи не з боку одиничного трагічного результату, а дев'яносто дев'яти тисяч дев'ятисот дев'яносто дев'яти благополучних?

Хіба не дивна ситуація, при якій "паразити" і "вбивці" убікваторні (тобто поширені повсюдно), насичують і нас самих, і їжу, яку ми їмо, і воду, яку ми п'ємо, і повітря, яким дихаємо, а життя (причому не тільки у вузькому, антропоцентричному сенсі, а й у глобальному, біосферному) не тільки не зникає, але успішно розвивається, прогресує, еволюціонує? Так може, роль вірусів у біосфері не обмежується виключно сатанинською роллю хвороботворного початку?

2. Будь-який організм потребує постійної корекції своїх взаємин із зовнішнім середовищем, потребує адаптації. Відомі механізми адаптації можна розділити на два основні типи – негайної дії (екстремальні) і тривалої дії. Механізми тривалої дії пристосовують організм до довготривалих змін середовища існування – складу води, повітря, його температури, харчових продуктів і так далі.

Екстремальні механізми адаптації вводяться в дію нервовою й ендокринною системами. Але для тривалої адаптації ці системи непридатні. Тривалий перевантажувальний вплив середовища на організм підвищує активність конкретного нервового або ендокринного апарату на такий довгий термін, що це призводить до їх виснаження і до захворювання.

Для тривалої адаптації – відповідно до змін основних параметрів довкілля – організм потребує стабільної перебудови функцій, функціональної трансформації органів, робота яких детермінована генним апаратом клітин. Іншими словами, тут потрібні вже не кількісні, а якісні зміни функцій органів. А значить, в цьому випадку потрібно змінити програму життєдіяльності клітин, трансформувати генетичний текст.

Один з можливих шляхів такої трансформації – природна генна інженерія c використанням необхідних елементів з вірусних геномів, які насичують природу.

3. Вірус не організмом, він не може існувати самостійно, будучи лише обмеженим комплексом елементів генетичної інформації. Від організмів віруси відрізняє, зокрема, те, що вони позбавлені генетичної інформації, необхідної для синтезу найважливіших систем, властивої клітинним формам життя, наприклад, систем, відповідальних за утворення енергії.

Однак, порівняно невеликі геноми вірусів здатні до мутації і рекомбінації – співвідношення і поєднання елементів, з яких вони складаються, може змінюватися.

Більш того, для переважної більшості вірусів твердо встановлено, що вони можуть персістувати, тобто тривалий час перебувати в різній формі в організмі, в тому числі й інтегрувати – включатися в генетичний апарат клітини. Причому в генетичний апарат клітини можуть в різних комбінаціях, частково або повністю, включатися одночасно геноми різних вірусів.

Важко навіть уявити собі, що будь-який організм, постійно зустрічаючи безліч різних вірусів, стає лише об'єктом нападу, вимушеним тільки оборонятися. Наявність великого вибору розрізненої генетичної інформації, що знаходиться в різних комбінаціях, швидше представляє для організму-господаря певний інтерес, так як з цього величезного фонду можна відібрати будь-яку відсутню в ньому на даний момент генетичну інформацію. Інтегруючи необхідний інформаційний блок, організм отримує можливість функціональної перебудови, що відповідає умовам навколишнього середовища.

До речі, існування аналогічного механізму функціональних змін у зв'язку зі змінами внутрішнього середовища організму вже доведено: в останні роки виявлено факт формування в клітинах численних ендогенних вірусів, що представляють собою блоки генетичної інформації, якою обмінюються клітини в межах організму.

4. Роль вірусів як адаптуючого агента підтверджує й той факт, що існують вузькоспеціалізовані віруси. Наприклад, досить добре вивчений вірус сігма являє собою генетичний фактор, що змінює чутливість дрозофіл до вуглекислого газу.

Віруси здійснюють сильний вплив на життєдіяльність рослин. Вони можуть змінювати активність ферментів, стимулювати або пригнічувати ріст, збільшувати або зменшувати фотосинтез, впливати на швидкість споживання кисню і виділення вуглекислоти, на транспортування води і перенесення розчинених в ній речовин, на забарвлення рослин. Усе це при певних змінах середовища може виявитися для рослини надзвичайно важливим.

Значення вірусів як універсального фактора адаптації підтверджує і такий факт: тривале розмноження культур клітин в лабораторних умовах можливе тільки при інтеграції в генетичний код клітин вірусних геномів. При цьому життєдіяльність клітин трансформується і виникає біологічно стійка система. Наприклад, культивовані поза організмом клітини тканини хребетних, що перестають ділитися через 15-20 пасажів, стають здатними до безмежного розмноження після того, як в їхні геноми включаються геноми вірусів. І мова тут йде про корисні (НЕ пухлинні) трансформації клітин. Значить, їхня життєдіяльність знову ж таки трансформується таким чином, що виникає стійка в даних умовах біологічна система. Тобто відбувається адаптація клітин до нового середовища.

5. Отже, віруси є фактором, за допомогою якого здійснюється корекція взаємин організму з мінливими умовами середовища. Але оскільки ці взаємини контролюються імунною системою, то вірусне захворювання можна вважати хворобою адаптації, в якій визначальне значення має не сам вірус, а імунний механізм "господаря", або точніше, спадкова або набута дефектність його імунної системи. Іншими словами, наявність вірусу ще не зумовлює хвороби, а ось наявність дефекту імунної системи при убіквітарності (тобто повсюдної поширеності) вірусів зумовлює.

Мабуть, найбільш вагомим доказом адаптаційної ролі вірусів у природі можна вважати факт наявності спеціальних механізмів, які організовують взаємодію вірусу з організмом, в тому числі і тих механізмів, які представлені складним комплексом імунітету. Цей комплекс не тільки розрізняє "свій" – "чужий", а й відбирає "потрібне – не потрібне", що створює умови для тривалого збереження вірусів в організмі.

Саме тому дефекти імунної системи якраз і можуть бути причиною порушення адаптаційних механізмів, тобто причиною вірусних хвороб.

6. Але як же тоді бути з грипом, з кором, з вітряною віспою? Як бути з усією групою вірусних респіраторних захворювань з повітряно-крапельною передачею? Спалахи цих інфекцій є найбільш масовими, нерідко представляються невідворотними, здатні спростувати все сказане вище.

Згадаймо, однак, про такі загальні для всіх респіраторних вірусних риси, як їхня сезонна приуроченість, що чітко відповідає основним змінам умов середовища проживання (осінньо-зимовий і весняний періоди).

Слід особливо підкреслити, що ці спалахи слідують не за календарними датами, а за екстремальними моментами мінливих умов зовнішнього середовища, тобто тих моментів, коли виникає найбільш гостра необхідність адаптаційної перебудови організму, і в першу чергу дихального апарату.

У цих умовах саме респіраторні віруси можуть виявитися чинником, що бере участь в адаптаційній перебудові організму. Цьому аж ніяк не суперечить той факт, що в частині випадків, іноді не малій, перебудова супроводжується клінічними ознаками захворювань. Але ж і багато процесів, які визнаються цілком нормальними, виглядають як різного роду захворювання – наприклад, адаптація до зміни кліматичних зон.

Можна припустити, що сукупність ознак респіраторного захворювання (взяти хоча б горезвісний нежить і кашель) відповідає необхідному для організму процесу заміни епітеліальних клітин верхніх дихальних шляхів на нові клітини, в геном яких може включатися геном чергового штаму персістируючого вірусу грипу. Цей момент, очевидно, відповідає завершенню як процесу дихальної адаптації організму, так і процесу формування імунітету до нового штаму вірусу.

До речі, цікаво, що епітелій верхніх дихальних шляхів злущується і замінюється новим за порівняно невеликий термін – від шести місяців до двох років. Цей термін як раз відповідає індивідуальній періодичності захворювання на грип.

Досить імовірно, що респіраторні інфекції, які сприймаються нами як навала, є лише частиною складного комплексу адаптації людини до газового складу повітря, що постійно змінюється, адже вміст вуглекислого газу в атмосфері за останні сто років зріс на 13%!

7. Історія розвитку будь-яких розділів біології свідчить про те, що природа в своїй основі гармонійно раціональна, що вона використовує універсальні рішення, уніфіковані конструкції. Досить згадати універсальні принципи гену, клітини, процесів розмноження, універсальність стресового феномену й імунних механізмів (по відношенню до бактерій, вірусів, токсинів, чужорідних органічних і неорганічних речовин і так далі).

Вірус – це зразок, вершина універсальності, уніфікованості, економності живої природи. У його нескінченно малому просторі зосереджена ємна програма до подальшої дії, потужна система стимуляторів трансформації, що здатна переінакшити діяльність клітини.

Універсальність, уніфікованість принципів, що використовується живою природою, демонструє і наявність двох різних груп вірусів – екзогенних і ендогенних. Обидві групи вірусів можна розглядати як адаптаційні агенти: екзогенні – по відношенню до зовнішнього середовища, ендогенні – до внутрішнього середовища організму. В обох випадках дотримується єдиний принцип – включення блоків необхідної на даний час генетичної інформації в генетичний апарат клітини і адаптаційна трансформація її функції.

До теперішнього часу накопичилася значна кількість фактів, що свідчать про еволюційну роль вірусів. Віруси можуть не тільки змінювати генетичний апарат клітини, тобто впливати на еволюцію по вертикалі (спадково), але й здійснювати обмін генетичною інформацією в межах виду і між різними групами організмів, визначаючи передачу генетичних ознак і по горизонталі.

Подібна генетична трансформація в умовах мінливого зовнішнього середовища – потужний еволюційний механізм. До речі, еволюційний розвиток включає і розвиток більш точної адаптації будь-якого виду в складному, постійно змінюваному комплексі навколишнього середовища. Мабуть, саме цим до певної міри пояснюється і певний розподіл і  переважання окремих груп вірусів в різних зонах планети, що відповідають основним розходженням біологічних особливостей конкретного середовища проживання.

Віруси – не шкідливий, чужорідний для живої природи елемент, а необхідний складник, без якого були б неможливі існування та еволюція біосфери.

З цих позицій можна по-новому поглянути і на давно обговорюване питання про походження вірусів. Якщо без них неможливий розвиток стабільного життя, неможлива еволюція організмів, то мова йде про елементи генетичного обміну, що виникли при виникненні життя на Землі і існували в біосфері завжди. Адже саме віруси генетично об'єднують все живе в динамічну єдину цілісність, визначаючи гармонію екологічного розвитку.

8. Все це дозволяє по-іншому поглянути і на практичні проблеми.

Може, варто відмовитися від традиційного поєднання повної стерильності з жорсткою імунодепресією і спробувати використовувати віруси для створення стійкої системи біологічного взаємопроникнення?

І взагалі розуміння вірусного захворювання як патології адаптації передбачає зміщення клінічного акценту з пошуків засобів, спрямованих виключно проти вірусів, в сторону першочергового впливу на імунну систему.

Погляд на всюдисущі віруси тільки як на хвороботворні агенти все ще залишається загальноприйнятим, хоча є вже цілком достатні підстави для відмови від цієї догми і для визнання вірусів не тільки корисними, а й необхідними. В першу чергу презумпція невинності вірусів визначається їхньою убіквітарністю.

Автор: Костянтин Григорович Уманський (народився 9 травня 1924 г.) – керівник клінічного відділення Інституту поліомієліту і вірусних енцефалітів РАМН; доктор медичних наук, професор, академік РАПН (1993); заслужений діяч науки РФ.

Джерело: Презумпция невиновности вирусов