Viren

viren

Viren sind Parasiten, die eine Vielzahl von Krankheiten sowohl beim Menschen als auch in fast allen anderen Organismen hervorrufen können.

Daher trifft man weltweit auf Viren. Sie sind dem Organismus und der Umwelt ideal angepasst. Viren treten in vielen verschiedenen Formen auf. Deshalb unterteilt man Viren in bestimmte Klassen.

Die Lehre der Viren wird Virologie genannt.

Viren sind Krankheitserreger und lösen Infektionen bei Menschen aus. Viele Virenerkrankungen verlaufen auch tödlich. Nicht gegen alle Virenerkrankungen gibt es Impfungen. Antibiotika ist gegen Viren völlig wirkungslos. Für eine Vermehrung sind Viren auf Wirtszellen angewiesen, zum Beispiel auf menschliche Zellen.


Was sind Viren?

Das Virus (umgangssprachlich: der Virus, vom lateinischen: virus ~ Schleim, Saft, Gift)) ist ein Parasit. Es benötigt zum Überleben eine Wirtszelle, da es sich nicht alleine vermehren kann. Ein Virus besteht aus Erbmaterial und Eiweißen, manchmal auch aus Lipiden. Man unterscheidet unter anderem zwischen dna- und RNA-Viren, bezogen auf das in ihm vorkommende Erbmaterial. Retroviren sind eine Sonderform der RNA-Viren. Das hiv (Erreger von aids) ist solch ein Retrovirus. Ein Virus ist meistens wirtsspezifisch. Das heißt, dass es nur in einer bestimmten Wirtsgruppe eine Krankheit hervorruft.

Der Begriff „Virus“ stammt vom gleichnamigen lateinischen Wort „Virus“ ab und bedeutet so viel, wie „Schleim“ oder „Gift“. In der Regel werden Viren nicht zu den Lebewesen dazugezählt, sondern erhalten nur den Titel „dem Leben nahestehend“. Dies ist darin begründet, dass Viren sich selbst weder ohne fremde Hilfe replizieren können, noch einen eigenen Stoffwechsel besitzen.

Viren sind außerdem nicht aus Zellen aufgebaut und sind für ihre Replikation auf Wirtszellen angewiesen. Als Wirtszellen können menschliche und tierische Zellen dienen, selbst bestimmte Pflanzen können von Viren befallen werden. Auch Bakterienzellen dienen den Viren als Wirtszellen.

Ist der Virus in die Wirtszelle eingedrungen, produziert die Wirtszelle einen Virus-Klon mit der Vorlage des dna-Bauplan des Virus und stirbt danach. So vermehren sich Viren innerhalb kürzester Zeit. Diese Art der Vermehrung wird auch als „intrazellulär“ bezeichnet. Durch die Nutzung von Wirtszellen, wird für Viren manchmal der Begriff „genetische Parasiten“ verwendet.

Bei der Verbreitung sind Viren nicht auf Wirtszellen angewiesen. Sie verbreiten sich als Virionen von einem Ort zum nächsten. Dies geschieht extrazellulär, also außerhalb von einer Zelle.

Viren sind meist hochspezialisiert und können nur eine bestimmte Art von Zelle befallen. Eine Übertragung von Tier zu Mensch ist durch vorkommende Mutationen trotzdem möglich. Durch diese hohe Spezialisierung gibt es eine große Vielzahl an Bakterien.

Man unterscheidet zwischen:

  • Bakteriophagen (befallen Bakterien)
  • Phytoviren (Pflanzenviren)
  • Animale Viren (Tierviren)
  • und Humanviren (Menschenviren)


Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Bislang sind 1,8 Millionen verschiedene Arten von Lebewesen, also Pflanzen, Pilze und Tiere weltweit bekannt. Für jede Art gibt es gleich mehrere Virenarten die sich auf sie spezialisiert hat. Die meisten Virenarten sind zum jetzigen Zeitpunkt noch gar nicht bekannt. Weltweit sind in etwa zum jetzigen Zeitpunkt ca. 3000 verschiedene Virenarten klassifiziert.

Eigenschaften
Der Ursprung von Viren ist noch nicht ganz geklärt. Wissenschaftler vermuten aber, dass die viralen Gene ursprünglich aus Lebewesen stammten. Sie wurden losgelöst und entwickelten sich über Milliarden von Jahren. Heute kommen Viren überall vor. Je nach Virenart lösen sie unterschiedliche Erkrankungen aus.

Hier werden nur die bekanntesten Viren aufgezählt. Die durch den Virus ausgelöste Krankheit wird in Klammer hinter dem Virus genannt:

Gegen manche der genannten Krankheiten gibt es bereits Impfstoffe. Andere Viren besitzen eine so große Variabilität, dass es bisher noch nicht möglich war, einen Impfstoff zu entwickeln. Die Gefährlichkeit der genannten Viren hängt von der Virenart und von der Personengruppe ab. So kann der Zika-Virus für einen erwachsenen Menschen unproblematisch sein, infiziert sich aber eine schwangere Frau mit dem Virus, kommt es zu massiven Fehlbildungen des Fötus. Viele der genannten Virenarten können tödlich sein, oder können bleibende Schäden bei falscher und zu später Behandlung beim Patienten hinterlassen.

Viren besitzen selbst keinen eigenen Stoffwechsel, da sie weder Zytoplasma, noch Mitochondrien und Ribosomen besitzen. Proteinherstellung und Energieumwandlung ist dadurch nicht möglich. Viren sind also eigentlich nur eine Nukleinsäure mit entsprechenden Informationen zur Replikation und Informationen über das Eindringen in die Wirtszelle.

In der Wirtszelle sind Viren einfach eine Nukleinsäure, während die außerhalb der Wirtszelle als Virion bezeichnet werden. Es gibt verschiedene Arten von Viren. Die Nukleinsäure kann entweder aus RNA (Ribonukleinsäure) oder dna (Desoxyribonukleinsäure) bestehen. Des Weiteren ist eine Protein-Hülle vorhanden, die auch Kapsid genannt wird. Neben der Protein-Hülle besitzen Viren noch eine zusätzliche Virushülle. Man spricht dann von „behüllten Viren“.

Viren sind kleiner als Bakterien. Die kleinsten Viren sind nur 15 nm groß, während die größten Viren, auch „Megaviren“ genannt, eine Größe von bis zu 440 nm besitzen können.

Vorkommen und Verbreitung
Viren kommen sehr häufig vor. Weltweit erkranken ca. 10-20 Prozent der Bevölkerung an Grippe, ausgelöst durch den Grippe-Virus. Gleichzeitig sind ca. 2,6 Prozent der Weltbevölkerung mit dem Hepatitis-C Virus infiziert. Dabei ist die Häufigkeit weltweit sehr unterschiedlich. Während in Deutschland nur ca. 0,5 Prozent der Menschen an Hepatitis-C erkrankt sind, beträgt die Rate zum Beispiel in der Mongolei 48 Prozent.

Die durch Viren verursachte aids-Erkrankung betrifft ca. 36,9 Millionen Menschen und Tollwutverdachtsfälle gibt es jedes Jahr bis zu 15 Millionen. Allein die vier Viren und dadurch ausgelösten Krankheiten zeigen, wie häufig Viruserkrankungen weltweit sind.

Damit Viren sich vermehren können, benötigen sie eine Wirtszelle, die die Replikation für sie übernimmt. Die Wirtszelle kann je nach Art von einem Menschen, Pilz oder Tier stammen. Der Virus dringt in die Wirtszelle ein und veranlasst die Wirtszelle einen Virus-Klon zu produzieren. Danach stirbt die Wirtszelle ab. Die Verbreitung von Viren kann sehr schnell Gehen, während körpereigene Zellen abgetötet werden.

Verschiedene Arten der Viren findet man weltweit in ziemlich jeden Organismus, da sie auf viele verschiedene Weisen übertragen werden. Entsprechend können sie auch jedes Organ und jede weitere Stelle im Körper des Menschen befallen. Ein Virus benötigt immer eine Wirtszelle um sich zu vermehren.
Die Verbreitung von Viren ist sehr unterschiedlich.

Die häufigsten Übertragungswege sind:

  • Schmierinfektion
  • Tröpfcheninfektion
  • Körperflüssigkeiten
  • Übertragung durch Insekten
  • kontaminierte Werkzeuge

Viren werden unter anderem durch Schmierinfektionen und Tröpfcheninfektionen übertragen. Einmal im Körper angelangt befällt der Virus eine Zelle(Wirtszelle) und programmiert sie um, sodass sie statt ihrer eigentlichen Aufgabe die Produktion neuer Viren erledigt. Dabei stirbt die Wirtszelle meistens ab und die 50-1000 neuen Parasiten befallen weitere Zellen oder verlassen den Körper durch den Speichel und andere Flüssigkeiten, wodurch wiederum neue Wirte befallen werden können.

Unter Schmierinfektionen versteht man kontaminierte Oberflächen, über die dann der Virus übertragen wird. Ein bekanntes Beispiel dafür ist der Herpes simplex. Trinkt eine Person aus dem Glas, aus welchem zuvor eine Person mit Herpesvirus getrunken hat, kann so das Herpes-Virus durch die Schmierinfektion von einer Person auf die andere übertragen werden.

Bei einer Tröpfcheninfektion wird das Virus sozusagen über die Luft von einer infizierten Person auf eine gesunde Person übertragen. Auch ein direkter Kontakt, wie ein Kuss, wird als Tröpfcheninfektion bezeichnet. Ein typischer Vertreter dafür sind Grippeviren.

Viren können aber auch über Körperflüssigkeiten übertragen werden. Dies geschieht über infiziertes Blut oder über Körperflüssigkeiten beim Sex. Bespiele dafür sind der Hepatitis-C-Virus und das HI-Virus.

Die Übertragung durch Insekten kommt bei Pflanzen und Tieren vor. Pflanzliche Viren übertragen sich über Insekten, die Pflanze zum Beispiel bestäuben oder essen. Beim Menschen werden bestimmte Viren über Stechmücken von Mensch zu Mensch weitertransportiert.

Bei Pflanzen ist auch eine Übertragung durch kontaminierte Werkzeuge möglich. Dies passiert häufig in der Landwirtschaft.

Man unterscheidet folglich zwischen der horizontalen,der vertikalen, der vektorgestützten und der iatrogenen Übertragung.

Horizontale Übertragung

Das bedeutet, dass das Virus innerhalb einer Wirtsgruppe übertragen wird, also von Mensch zu Mensch. Das geschieht meistens durch eine Schmier- oder Tröpfcheninfektion.

Vertikale Übertragung

Hierbei handelt es sich von der Übertragung des Virus von der Mutter auf das ungeborene Kind.

Vektorgestützte Übertragung

Ein Vektor wird auch Zwischenwirt genannt. Ein Humanvirus gelangt zum Beispiel bei einem Mückenstich in den Kreislauf der Stechmücke. Diese überträgt das Virus dann auf den nächsten Menschen, wo die Krankheit ausbrechen kann. Bei Malaria handelt es sich beispielsweise um eine vektorgestützte Transmission.

Iatrogene Übertragung

„Iatros“ ist lateinisch und bedeutet Arzt. Ein Virus der also iatrogen übertragen wird, lässt sich auf den behandelnden Arzt oder das Krankenhaus zurückfahren. Nicht fachgerecht gereinigte Werkzeuge können beispielsweise ein Virus übertragen.

 

Eigenschaften

Ein Virus zählt nur bedingt als Lebewesen, da es zur Fortpflanzung eine virusspezifische Zelle benötigt. Es ist je nach Art 10-1.000 Nanometer, also Millionstel Millimeter groß. Das ist im Vergleich zu anderen Parasiten besonders klein. Er kann sich nicht ohne eine Wirtszelle vermehren, was es erschwert Kulturen von diesen anzusetzen. Der Virus im Allgemeinen hat keine typische Form. Je nach Art des Virus ist diese entweder

  • kubisch (würfelförmig),
  • helikal (schraubenförmig),
  • filamentär (fadenförmig) oder
  • ikosaedrisch (aus 20 Dreiecksflächen bestehend).

Viren sind in der Lage ihre Wirtszelle umzuprogrammieren. Dabei wird aus der DNA oder der RNA, welche im Virus vorhanden ist, abgeschrieben und so neue Viren nach Vorbild des Eindringlings erstellt.


Bedeutung & Funktion

Wie Bakterien und Pilze auch, verursachen Viren Krankheiten im menschlichen Körper. Sie nehmen aber im Vergleich zu den Bakterien und Pilzen eine Sonderstellung ein. Denn manche Bakterien und Pilze sind für den Menschen nützlich, und unterstützen die körpereigenen Prozesse sogar. Bei den Viren gibt es aber keine bekannte Virenart, die in irgendeiner Weise für den Menschen nützlich wäre. Viren sind für den Menschen also immer schädliche Krankheitserreger.

Im Gegensatz zu Bakterien können Viren nicht mit Antibiotika bekämpft werden. Das liegt daran, dass Viren keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und Antibiotika als Stoffwechselgifte im Körper wirken. Es gibt also wenig Möglichkeiten, Viren medizinisch zu bekämpfen.

Einige Virenarten sind besonders stabil, und verändern sich auch über Jahrzehnte gar nicht oder nur wenig. Gegen diese Viren können erfolgreich Impfstoffe hergestellt werden. Dazu zählen zum Beispiel der Masern– und Mumpsvirus. Die Impfungen halten meist ein Leben lang. Gegen sich schnell ändernde Viren, wie dem Influenza-Virus, war es bisher noch nicht möglich, einen dauerhaft wirksamen Impfstoff zu entwickeln. Beim Influenza-Virus muss in regelmäßigen Abständen nachgeimpft werden, beim HI-Virus gibt es bis heute noch keinen Impfstoff.

Bedingt wirksam ist die Gabe von Virostatika. Das sind Medikamente, die zwar die vorhandenen Viren nicht abtöten können, aber sie verhindern, dass sich die Viren weiter vermehren. Gleichzeitig wird das Übertragungsrisiko zu anderen Menschen gemindert. Die Virostatika setzt man auch bei aids-Patienten ein.

Der Medizin ist es mittlerweile jedoch sogar gelungen, manche Viren in positiver Weise zu nutzen. In Laboren werden genmanipulierte Viren erzeugt, die erfolgreich vorhandene Bakterien bekämpfen. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn Bakterienstämme Antibiotikaresistenzen entwickelt haben.

In der Krebstherapie sind ebenfalls bereits gute Erfolge mit Viren erzielt worden. Die Viren werden gezielt eingesetzt, um vorhandene Tumorzellen zu vernichten. Dabei ist es ein klarer Vorteil, dass Viren immer ganz spezifisch nur einen bestimmten Zelltyp angreifen. Dies könnte in Zukunft die anstrengende Chemotherapie ablösen.

Ein weiteres Forschungsgebiet der Viren sind vererbbare Krankheiten. Diesen liegt meist ein Gendefekt zugrunde. Dieser Gendefekt soll in den betroffenen Zellen durch Viren korrigiert und somit die Krankheit geheilt werden. Ein Beispiel wäre dafür Diabetes.

 


Krankheiten und Beschwerden

Das Krankheitsbild hängt von den vorhandenen Viren ab.

Ein Virus kann je nach Art fast alle beliebigen Beschwerden hervorrufen. Ausschlag, Fieber, Erbrechen, Durchfall, Schmerzen in allen Bereichen des Körpers. Dabei kommt es darauf an, welcher Virus welche Zelle befällt. So handelt es sich bei Mumps, Masern, Grippe, Tollwut, Lungenentzündung, aids und diversen Fiebererkrankungen um virale (also durch ein Virus verursachte) Infekte.

Das Herpesvirus

Die Herpesviren gehören zu den DNA-Viren und verfügen über eine kubische Form. Die Gruppe der Herpesviren können wie ihr Name verrät Herpeserkrankungen verursachen. Dazu gehören auch Windpocken und Gürtelrose.

Das Influenzavirus

Influenza (Grippe)

Bei einer Grippe treten typische Krankheitssymptome wie Schüttelfrost, Fieber, Husten, Kopfschmerzen, Gliederschmerzen, Erbrechen, Durchfall, Übelkeit und Appetitlosigkeit auf. Das Krankheitsbild variiert von Patient zu Patient.

Die Influenzaviren sind wohl die bekanntesten Viren der RNA-Viren. Sie rufen eine „echte“ Grippe hervor. Eine Mutation des Schweinegrippevirus führte 2009 zur Epidemie, da es auch auf den Menschen übertragbar war. Das war durch die hohe genetische Variabilität der Influenzaviren möglich. Aus dem gleichen Grund muss eine Grippeimpfung jedes Jahr aufgefrischt werden.

Das Paramyxovirus

Sie gehören zur Gruppe der RNA-Viren und sind durch eine Tröpfcheninfektion übertragbar. Mumps und Masern sind nur ein Auszug der Krankheiten, die durch Paramyxoviren ausgelöst werden.

Das Rabiesvirus

Rabiesviren verursachen die Tollwut und werden bekanntermaßen über einen Biss eines infizierten Tieres übertragen. Es handelt sich also um eine vektorgestütze Transmission. Sie treten in die Nervenendigungen der Bisswunde ein und gelangen so in das Zentralen Nervensystems des Menschen. Dadurch entstehen erst mildere Symptome, wie Übelkeit und Kopfschmerzen bis hin zum Fieber. Eine Tollwut kann jedoch tödlich enden, da es schließlich zu Halluzinationen kommen kann. Eine Behandlung durch den Arzt ist also immer notwendig.

Masern, Mumps und Röteln

Besonders Kinder erkranken an Masern, Mumps und Röteln. Die drei Krankheiten sind hoch ansteckend. Da die drei Viren, die die Krankheiten auslösen, sehr stabil sind, gibt es mittlerweile einen Impfstoff dagegen. Deshalb sind Maser, Mumps und Röteln in den Industriestaaten beinahe ausgerottet. In Entwicklungsländern sterben aber immer noch viele Kinder an diesen Krankheiten.

Bei den Masern treten rote Hautflecken auf, gefolgt von Fieber. Der Körper wird sehr geschwächt und häufig treten Hirnhaut- und Lungenentzündung auf. Die Sterblichkeitsrate liegt bei 1:1000.

Bei Mumps befällt der Virus innere Organe und die Bauchspeicheldrüse. Erbrechen, Durchfall und Bauchschmerzen sind die Folge. Des Weiteren können Hirnhautentzündung und bei männlichen Patienten eine Hodenentzündung auftreten. Mumps kann dadurch zur Unfruchtbarkeit bei männlichen Personen führen.

Bei Röteln kommt es ebenfalls zu roten Flecken und Fieber. Zusätzlich treten Lymphknotenschwellungen auf. Besonders gefährlich sind Röteln für schwangere Frauen, da der Virus beim Fötus schwere Missbildungen verursachen und zu einer Fehlgeburt führen kann.

Gelbfieber, Tollwut

Auch gegen Gelbfieber und Tollwut gibt es eine Impfung. Bei Gelbfieber sterben in etwa 20 Prozent der Patienten. Die meisten Infektionen von Gelbfieber gibt es in Afrika. Es wird von Stechmücken übertragen und verursacht hohes Fieber. Begleiterscheinungen sind Schüttelfrost, Erbrechen, Rückenschmerzen und Kopfschmerzen.

Meist tritt eine kurze Besserung der Symptome ein und dann erfolgt die zweite Phase im Krankheitsverlauf. In der zweiten Phase kommt es zu Blutungen der inneren Organe mit blutigem Stuhl und Blut im Erbrochenen.

Tollwut muss nach einer Infektion ohne vorhergehende Impfung innerhalb von 24 Stunden behandelt werden, da die Krankheit sonst tödlich verläuft. Bei einer Infektion entsteht eine Gehirn– oder Rückenmarksentzündung. Zu Beginn treten Verwirrtheit, Schlafstörungen, Appetitlosigkeit und Halluzinationen auf. Danach kommen Lähmungserscheinungen und eine Angst vor Wasser. Licht und Geräusche verursachen Wutausbrüche beim Patienten. Am Ende kann der Patient nicht mehr selbstständig Schlucken.

Hepatitis C

Das typische Krankheitsbild bei einer Hepatitis-C-Infektion ist die Gelbsucht. Haut, die Lederhaut im Auge und die Schleimhäute werden gelb. Zusätzlich verfärben sich Stuhl und Urin. Der chronische Verlauf einer Hepatitis-C-Erkrankung verursacht eine Leberzirrhose.

aids

Nach der Inkubationszeit kommt es in der ersten Phase zu hohem Fieber, Hautausschläge, Gelenkschmerzen, Nachtschweiß und Abgeschlagenheit. Diese Symptome werden oft mit einer Grippe verwechselt. Dann folgt eine Latenzzeit, die mehrere Jahre dauern kann. Nach der Latenzzeit tritt sozusagen die Aids-Erkrankung auf. Diese besteht aus einem geschwächten Immunsystem und einem veränderten Herzmuskel. Durch das geschwächte Immunsystem erkranken Aids-Patienten häufig zum Beispiel an Lungenentzündung. Dies ist dann für viele Patienten tödlich.

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