اقرأ في هذا المقال
- العدوى الفيروسية وأشكالها
- أنواع التأثيرات الفيروسية على الخلايا
- علاقة التأثيرات الخلوية بالأمراض الفيروسية
إن الفيروسات كائنات لا خلوية صغيرة الحجم، وتحتاج لدخول الخلايا الحية من أجل التكاثر؛ حيث تستولي هذه الفيروسات على إنزيمات الخلية، والمواد الخام الموجودة بها، ومصادر الطاقة، ونظم الآلات اللازمة لطور تكاثرها، فتؤثر العدوى الفيروسية على شكل وكيمياء الخلية المصابة.
العدوى الفيروسية وأشكالها
- عندما يُصيب فيروس ما خلية عائل، فإنه لا ينتهي به الأمر دائماً إلى التسبب بمرض، وإنما تحدث العدوى عندما يبدأ الفيروس في التكاثر، ويحدث المرض عندما تتضرر العديد من خلايا العائل من هذه العدوى الفيروسية، وعندها تظهر أعراض وعلامات المرض على جسم العائل.
- كما أن وجود عدوى فيروسية نشطة، يعني أن يصنع الفيروس نسخاً من نفسه، ويفجر الخلية العائلة لتحرير جزيئاته المتكونة حديثاً، أو تتبرعم جزيئات الفيروس من خلية العائل خلال فترة زمنية قبل أن تقتل الخلية المصابة، وفي كلتا الحالتين تصبح جزيئات الفيروس الجديدة حرة، وتُصيب الخلايا الأخرى، وتحدث أعراض العدوى الفيروسية نتيجة تلف الخلايا وتدمير الأنسجة والاستجابة المناعية المرتبطة بها.
إن هناك العديد من أشكال العدوى الفيروسية، وهذه الأشكال هي:
- العدوى المحللة للخلايا (Cytolytic): هي العدوى الفيروسية المنتجة للفيروسات، والتي تقتل الخلايا المصابة، حيث يوجد بعض خلايا أجسام العوائل تدعم تكاثر الفيروسات، وتُنتج نسخاً منه، والتي تسمى بالخلايا المتساهلة (Permissive Cells)، بينما يطلق على الخلايا التي لا تدعم تكاثر الفيروس ولا تنتج نسخاً منه بسم خلايا فاشلة (Abortive Cells).
- العدوى الفيروسية المقيدة (Restrictive Viral Infection): وهي العدوى الفيروسية التي لا يتم فيها نسخ الجينات اللازمة لتكاثر الفيروس وترجمتها.
- العدوى الفيروسية الكامنة (latent viral infe ction): هي العدوى الفيروسية والتي يبقى فيها الحمض النووي الفيروسي في خلايا معينة للعائل دون التسبب بمرض إلى أجل غير مسمى؛ أي تكون هذه العدوى مستديمة ومتحولة.
الاعتلال الخلوي للخلايا
- تخضع الخلية المصابة بالعدوى الفيروسية لتغيرات كيميائية حيوية وشكلية مميزة، وهذه التغيرات في الخلايا التي تسببها الفيروسات تسمى تأثير الاعتلال الخلوي، ولا يمكن رؤية هذه التغيرات إلا بعد فحص الأنسجة تحت الميكروسكوب.
- من أبرز تأثيرات الاعتلال الخلوي، والتي يمكن رؤيتها تحت الميكروسكوب بسبب الفيروسات هي: الشوائب، والغشاء النووي غير المنتظم، وحدوث تغييرات في الكروماتين، والخلايا متعددة الأنوية.
أنواع التأثيرات الفيروسية على الخلايا
تُقسم التأثيرات الفيروسية إلى:
1. التأثيرات المورفولوجية والهيكلية
- تؤدي إصابة الخلايا المتساهلة بالفيروس إلى عدوى منتجة، وغالباً ما تؤدي إلى موت الخلايا، وتخضع الخلايا المصابة بمعظم الفيروسات لتغيرات شكلية، والتي يمكن ملاحظتها بسهولة في الخلايا بواسطة المجهر الضوئي، وتسبب بعض الفيروسات تأثيرات اعتلال خلوي مميزة.
- تكون العلامة الأولى للعدوى الفيروسية هي تقريب الخلايا، حيث تظهر هياكل داخل الخلايا تسمى أجسام متضمنة في النواة أو سيتوبلازم الخلايا المصابة.
- قد تكون التضمينات بدلاً من ذلك هياكل الخلايا المضيفة التي تغيرها الفيروس في الخلايا المصابة بالفيروسات الفيروسية، فمثلاً ترتبط الفيروسات بالأنابيب الدقيقة، مما يؤدي إلى اندماج حول النواة على شكل هلال.
- تسبب إصابة الخلايا بالفيروسات الأخرى تغييرات معينة في الهيكل الخلوي للخلايا، فمثلاً يمكن ملاحظة تغيرات واسعة النطاق في الخيوط الوسيطة الخلوية فيما يتعلق بتكوين شوائب فيروسية بعد الإصابة بالفيروس المضخم للخلايا.
2. التأثيرات على فسيولوجيا الخلية
- تشير الأبحاث في التسبب في العدوى الفيروسية إلى وجود علاقة وثيقة بين الاستجابات الفسيولوجية الخلوية وتكاثر بعض الفيروسات، فإن الحالة الفسيولوجية للخلايا الحية لها تأثير كبير على نتيجة الإصابة بالفيروس، حيث توفر الخلية المصابة الآلات الاصطناعية والجزيئات التنظيمية الرئيسية والسلائف للبروتينات الفيروسية والأحماض النووية المُصنَّعة حديثاً.
- تتطور البيئة المثلى داخل الخلايا لتكاثر الفيروس من خلال الأحداث التي تبدأ مع ارتباط الفيروس بغشاء الخلية. قد يتبع ارتباط الفيروس بمستقبلات غشاء الخلية سلسلة من الأحداث المرتبطة بالتغيرات البيوكيميائية والفسيولوجية والمورفولوجية في الخلايا.
- ترتبط التغيرات الأخرى المرتبطة بالفيروس في فسيولوجيا الخلية بإدخال البروتينات الفيروسية أو تغييرات أخرى في غشاء الخلية، مثل وغشاء الخلية المتسرب الذي يظهر بعد الإصابة الفيروسات البيكورناوية، أو فيروس السندبيس.
3. التأثيرات على الكيمياء الحيوية للخلية
- يرتبط الفيروس بغشاء الخلية بالتنسيق مع البروتينات غير البنائية المبكرة، وقد يتوسط ذلك سلسلة من التغييرات البيوكيميائية التي تعمل على تحسين البيئة داخل الخلايا لاستخدام الآلات الاصطناعية الخلوية، والسلائف منخفضة الوزن الجزيئي لتكاثر الفيروس المنتج أو لتحقيق الكمون، والعدوى المزمنة، والفيروسات البطيئة أو المتحولة.
- تُظهر دراسات التنظيم النسخي للجينات الفيروسية والتعديل اللاحق للنسخ للمنتجات الجينية أن طبيعة العمليات الكيميائية الحيوية الأساسية لتكاثر الفيروس تشبه الآليات المستخدمة لتنظيم التعبير عن الجينات الخلوية، وتحتوي الفيروسات على أشكال متسلسلة في حمضها النووي لربط منظمات النسخ المعروفة ذات الأصل الخلوي، وبالتالي تحتوي مناطق المروج للبروتينات التنظيمية والبنائية للعديد من الفيروسات على مواقع ربط متجاورة لمجموعة كبيرة من عوامل النسخ الخلوية للثدييات التي يمكن تحديده.
- تشارك عوامل النسخ الخلوي بالتنسيق مع البروتينات الفيروسية التنظيمية في تنشيط أو قمع الجينات الفيروسية والخلوية لتطوير عدوى فيروسية كامنة ومستمرة ومتحولة، وكذلك لإنتاج فيروس ذرية.
- قد تشمل الأحداث البيوكيميائية الفسفرة، ونزع الفسفرة، والتفكك، وللحفاظ على عمليات تنشيط الخلايا، طورت الفيروسات آليات فريدة لتنظيم هذه العمليات الخلوية، وتكييف بروتيناتها للتفاعل مع البروتينات الخلوية.
- يدمج الفيروس بشكل مباشر استراتيجيات تنظيمية كيميائية حيوية خلوية عن طريق تحفيز الخلايا على الإفراط في إنتاج وإفراز الجزيئات التنظيمية مثل تحويل عوامل النمو، وعوامل نخر الورم، والإنترلوكينات، والتي قد تنشط في سلالات كيميائية حيوية خلوية متورطة في الفيروس مثل فيروس الإيدز، أو الفيروسات الهربسية، أو فيروس الورم الحليمي البشري.
- قد ينتج تثبيط تخليق الجزيء الخلوي عن عدوى فيروسية، ويوفر ميزة لتخليق بروتينات الفيروس والأحماض النووية في غياب التوليف المتنافس للمنتجات الخلوية، ويحدث هذا التثبيط بطرق مميزة.
- يحدث التثبيط الانتقائي لتخليق البروتين المضيف قبل التخليق الأقصى للبروتينات الفيروسية في حالات عدوى فيروس شلل الأطفال أو فيروس الهربس البسيط.
- قد تمنع النسخ الفيروسية تخليق البروتين والحمض النووي، وقد يحدث تثبيط كامل للتخليق الجزيئي للعائل عندما تتراكم المنتجات الفيروسية الزائدة في الخلية في وقت متأخر من الدورة التكاثرية الفيروسية.
- تحدد بعض فيروسات البيكورنا بروتيناً يتسبب في تلف الخلايا بشكل مستقل عن البروتينات الفيروسية التي تثبط تخليق الخلية الجزيئية.
- قد يتحلل mRNA الخلوي ويتوقف عن طريق الارتباط بالريبوسومات لتكوين الريبوسومات العديدة (polyribosomes)، مثل فيروسات الانفلونزا، وفيروس الهربس البسيط.
4. التأثيرات السامة للجينات
- قد يحدث تلف الكروموسوم بشكل مباشر عن جسيم الفيروس أو بشكل غير مباشر، بسبب الأحداث التي تحدث أثناء تخليق جزيئات كبيرة فيروسية جديدة.
- عندما تنجو الخلية قد يستمر جينوم الفيروس داخل الخلية، مما قد يؤدي إلى استمرار عدم استقرار المادة الجينية الخلوية أو تغيير التعبير عن الجينات الخلوية، وإن عدم الاستقرار الجيني الذي يسببه الفيروس مرتبط بتراكم الطفرات، ويتعلق بعملية تخليد الخلايا والتحول الجيني.
5. التأثيرات البيولوجية
- تنتج العواقب البيولوجية للعدوى بالفيروس عن التغيرات البيوكيميائية والفسيولوجية والهيكلية والمورفولوجية والجينية.
- قد تكون التعديلات البيولوجية التي يسببها الفيروس للخلية مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بكفاءة تكاثر الفيروس أو بالتعرف على هذه الخلايا بواسطة جهاز المناعة، ويحدث ذلك في حالات العدوى الإنتاجية.
- تؤدي التغيرات الخلوية التي يسببها الفيروس إلى المرض بالنسبة للخلايا المصابة بالعدوى المستمرة، مثل التهاب الدماغ الشامل المصلب تحت الحاد بعد الإصابة بالحصبة، والتلف الوراثي الخلوي بعد الإصابة بفيروس التهاب الكبد B، والخلود مثل وفيروس ابشتاين بار، أو التحول الخبيث مثل فيروسات HTLV-1 وHTLV-2 ، وفيروس التهاب الكبد B.
علاقة التأثيرات الخلوية بالأمراض الفيروسية
- قد تحدث تغييرات في حجم الخلية وشكلها وفسيولوجيتها قبل إنتاج النسخ الفيروسية أو حتى العديد من بروتينات الفيروس، وقد تكّون هذه التغييرات في بنية الخلية ووظيفتها جوانب مهمة في التسبب في عدد من الالتهابات الفيروسية.
- تُحفز فيروسات الروتا والنورو فيروس والفيروسات الكأسية أعراض الجهاز الهضمي، والتي تتراوح من تغير طفيف في امتصاص الأيونات إلى الإسهال المائي الشديد.
- تكون العدوى الفيروسية القاتلة للجهاز العصبي المركزي مرتبطة بالنخر، الالتهاب أو البلعمة من خلال الخلايا الداعمة مثل الفيروسات الهربسية ووالفيروسات العبائية والفيروسات المصفرة.
- ترتبط عدوى فيروس الروبيلا والمسبب للحصبة الألمانية بزوال الميالين دون حدوث تنكس عصبي، وقد تكون الآثار طويلة المدى للعدوى الفيروسية المستمرة مرتبطة بأمراض تقدمية، مثل تصلب الشرايين وإزالة الميالين في التصلب المتعدد.
