VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Parazitom sa darí vo veľkomestách a nepoznajú štátne hranice

VEDA NA DOSAH

Jaroslav Flegr, uznávaný evolučný biológ, vysvetľuje, prečo nový koronavírus stále nestráca sily a ako mu v tom napomáhame.

Cestujúci mladí ľudia počas pandémie. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com

Ak ste nestihli májový Webinár: Vývoj ľudstva z pohľadu evolučnej parazitológie Jaroslava Flegra, ktorý sprostredkovala Inspire Academy, prinášame z neho výťah zameraný na spôsob šírenia vírusov. Okrem toho približuje význam slov parazitizmus, virulencia, mortalita či reprodukčné číslo.

Prof. RNDr. Jaroslav Flegr, CSc., je známy český vedec a vysokoškolský pedagóg, ktorý pôsobí na Prírodovedeckej fakulte Karlovej univerzity. Vo svojom výskume sa zameriava na biologickú evolúciu, najmä v oblastiach etológie, parazitológie a evolučnej psychológie. Dlhodobo sa zaoberá výskumom parazita Toxoplasma gondii a jeho vplyvom na ľudské správanie.

Trochu z histórie hromadných vymieraní

Pandémie sprevádzajú život na Zemi od nepamäti. Avšak ani tie najmasívnejšie z nich, napríklad pandémia španielskej chrípky, ktorá podľa odhadov usmrtila pol miliardy ľudí, nikdy neznamenali definitívny zánik ľudstva. Jaroslav Flegr však upozorňuje, že pre akýkoľvek druh cicavca platí, že žije zhruba 5 miliónov rokov, potom vyhynie a časom ho nahradí iný druh cicavca. (Podľa biopedie majú najstarší zástupcovia rodu človek (Homo) vek cca 2,5 mil. rokov – pozn. red.).

„Vyhynutia, inak povedané extinkcie, sú veľmi dôležité, pretože nám umožňujú periodizovať vývoj života na Zemi a ten je vlastne históriou hromadných vymieraní,“ hovorí Jaroslav Flegr. Rozlišujeme päť „slávnych“ vymieraní, ktorým sa hovorí veľká päťka. Najznámejšie z nich, ktoré sa odohralo zhruba pred 64 miliónmi rokov, zasiahlo dinosaury, s výnimkou vtákov, ktoré sa z nich vyvinuli (zhruba pred 150 miliónmi rokov – pozn. red.). „Vtáky sú veľmi rezistentné voči vymieraniu, pretože keď je niekde zle, preletia inde,“ vysvetľuje vedec.

Avšak v priebehu masových vymieraní celkovo vymrelo veľmi málo druhov, podľa najnižších odhadov len päť percent. Zvyšných deväťdesiatpäť percent druhov vymieralo, i keď žiadna katastrofa nebola. „Obdobia medzi katastrofami boli síce podstatne dlhšie, ale aj tak je to zvláštne. Nemáme totiž žiadne dôkazy o tom, že by druhy, ktoré počas nich vymreli, boli vystavené nejakému stresu. Tomuto procesu vymierania mimo katastrof hovoríme vymieranie na pozadí.

Jaroslav_Flegr_Zdroj_Archiv_JF

Jaroslav Flegr. Zdroj: Archiv JF

Z paleontologických záznamov morských bezstavovcov vedci vidia, keď nejaký druh odrazu vymrel. „Slávny paleontológ Cezare Emiliani prišiel s tým, že ich najpravdepodobnejšie zapríčinili vírusové pandémie. Treba povedať, že v mikrolitri morskej vody je v priemere milión až miliarda vírusových častíc. Druhy planktónu, ktoré vytvárajú veľké populácie, vyhubí vírus pravdepodobnejšie ako tie, ktoré žijú pri dne a vytvárajú viaceré menšie populácie.“

Teóriu, že vymieranie na pozadí môžu spôsobovať vírusy, potvrdzuje aj to, že vírusy dokážu zasahovať príbuzné druhy. To by vysvetľovalo, prečo vymreli všetky skupiny dinosaurov, ktoré tvorili obrovskú rozvetvenú skupina, a pritom v tej dobe nevymrela žiadna skupina obojživelníkov.

Prečo nám parazity škodia a čo sa deje s virulenciou?

Vírusy patria medzi parazity, čiže organizmy, ktoré pravidelne strávia určitú fázu svojho života v spojení s jedným určitým jedincom hostiteľského druhu, pričom on má z tejto asociácie úžitok a hostiteľský organizmus škodu.

V spojitosti s pandémiou spôsobenou SARS-CoV-2 sa v správach často objavovalo slovo virulencia. V medicíne sa používa v súvislosti s tým, ako úspešne vírus svojho hostiteľa zabíja (mortalita) a ako veľmi mu zhoršuje zdravotný stav (morbidita).

„Zvyčajne je virulencia vedľajší produkt parazita. Poškodzuje nás nie preto, že by chcel, ale preto, že sa chce čo najviac množiť. Pritom si však od nás berie zdroje a zmenšuje našu biologickú zdatnosť,“ vysvetľuje Jaroslav Flegr. Dodáva, že niektoré parazity sa potrebujú v rámci svojho životného cyklu dostať z jedného hostiteľa do druhého. „Veľmi často sa to deje prostredníctvom predácie. Napríklad echinokok, ktorý ľuďom spôsobuje parazitické ochorenie spôsobené larvami pásomníc rodu Echinococcus, sa potrebuje dostať zo soba do žalúdku vlka. Sobovi preto poškodí pľúca a keď sa za stádom sobov rozbehne svorka vlkov, sob, ktorý má v sebe echinokoka, jej nedokáže utiecť a padne  za obeť. (V domestikovanom cykle podľa zverolekarka.com echinokok koluje mezi psom a ovcami, psom a prasatami alebo psom a inými kopytníkmi – pozn.red.)

Často sa stáva, že parazit preskočí z jedného druhu hostiteľa na iný, prispôsobí sa mu a tiež na ňom začne parazitovať. Na začiatku je virulencia veľmi veľká, no keď si parazit a hostiteľ na seba zvyknú, v hostiteľovi začnú prevládať mutácie vírusu, ktoré virulenciu znižujú.

„Nás teraz zaujíma, či začne byť SARS-CoV-2 lepší alebo sa, naopak, prostredníctvom mutácií stane extra zlým. Výsledok určuje základná reprodukčná konštanta, ktorá sa odvíja od počtu jedincov, ktoré za život nakazí jeden nakazený jedinec v naivnej populácii (čiže v populácii, v ktorej nie sú žiadni nakazení ani žiadni rezistentní proti danému parazitovi – pozn. red.).“

Ilustrácia koronavírusu pri náraze s vlajkami sveta. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com

Zápas mutantov

Časom v populácii stúpa percento tých, ktorí prekonali ochorenie spôsobené novým vírusom, tým pádom sú voči nemu imúnni. Reprodukčné číslo klesá. „Zdá sa, že je dôležité len pre nás, ale v skutočnosti je ešte dôležitejšie pre parazita. Mutácie vírusu súťažia o vyššie reprodukčné číslo, lebo je znakom ich úspešnosti.“ Vyššie reprodukčné číslo mutácie znamená, že parazit vytlačí svojich konkurentov. Vírus reprodukčné číslo maximalizuje, keď optimalizuje svoju virulenciu. Keby sa totiž v hostiteľovi množil pomaly, nakazil by malý počet zdravých a mal by nízke číslo. A keby sa množil rýchlo, svojho hostiteľa by rýchlo zabil a tiež by mal nízke reprodukčné číslo.“

Virulenciu zvyšuje napríklad hustota vnímavej populácie (nezaočkovanej alebo nedostatočne zaočkovanej populácie – pozn. red.). „Napríklad vo veľkomestách v Číne alebo v Indii, kde je veľká hustota obyvateľstva, sa parazit šíri veľmi ľahko, takže si nemusí nakazeného šetriť.“ Veľmi nebezpečné sú superinfekcie, pri ktorých v jedincovi medzi sebou zápasí niekoľko mutantov. Vždy totiž vyhrá mutant, ktorý sa množí najrýchlejšie, je najvirulentnejší, tým pádom aj najnebezpečnejší.

Čo virulenciu zvyšuje a čo ju znižuje

„Ak nechceme, aby sa k nám dostali veľmi zlé kmene a druhy parazitov, mali by sme sa snažiť, aby časti sveta, kde žijú ľudia v ťažkých životných a zlých hygienických podmienkach, zmizli. Inak si koledujeme o veľký problém. Parazitom totiž štátne hranice nič nehovoria.“

V tomto smere je veľmi nebezpečná aj masová turistika. „Mali by sme sa snažiť o jej reguláciu, lebo pri dnešnej hustote obyvateľstva a prepojenosti medzi populáciami si takto koledujeme o veľký problém.

„Keď sa parazit šíri len v rámci dediny a do susedných obcí, virulencia väčšinou klesá. Prenos na veľké vzdialenosti ju však zvyšuje. Pri cestovaní po svete umožňujeme populáciám vírusov, aby sa premiešali, z čoho zase najviac ťažia veľmi virulentné kmene.“

Percentuálny rast počtu zaočkovaných v populácii virulenciu znižuje. „Vakcinovaní sa totiž buď nenakazia, alebo keď sa nakazia, produkujú menej vírusových častíc a väčšinou sa vírusu rýchlo zbavia. Vtedy je pre vírus a pre akéhokoľvek parazita omnoho ťažšie dostať sa do ďalšieho hostiteľa a musí si šetriť toho, v ktorom parazituje. Čiže vakcinácia nás nielenže chráni pred infekciou, ale zároveň umožňuje výber menej virulentných mutantov vírusu. „Preto odporúčam dať sa rýchlo zaočkovať,“ hovorí na záver Jaroslav Flegr.

Zdroj: Inspire Academy
(GL)

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.