Viren – Einfach erklärt
Hintergründe zu Definition, Aufbau und Arten
Es ist erstaunlich, wie etwas so Winziges wie Viren einen Menschen dermaßen aus der Bahn werfen kann. Denn obwohl Viren fürs menschliche Auge – und sogar für manche Mikroskope – nicht erkennbar sind, können ihre Auswirkungen teils enorm sein. Je nach Virusart kann es sich dabei um vorübergehende Infektionen, dauerhafte Einnistungen, überschießende Immunantworten, Warzen- oder sogar Tumorbildung handeln. Wissen lohnt also.
Virusdefinition
Vereinfacht gesagt sind Viren ansteckende Erreger, die zur Vermehrung eine lebende Körperzelle benötigen und zu den sogenannten Parasiten zählen [1].
Mögliche als „Wirt” dienende Zellen können dabei entweder von Menschen, Tieren, Pflanzen oder sogar Bakterien stammen. Jedoch ist natürlich nicht jede Virusart dazu in der Lage, jeden dieser Organismen zu infizieren [1].
Auch können Viren durchaus außerhalb einer Wirtszelle existieren. Sie werden dann als „Virion” oder „Extrazelluläres Viruspartikel” bezeichnet. Nur vermehren können sich die Viren so dann nicht [1].
Was genau ist ein Virus
Zwar verfügen Viren – ähnlich wie Körperzellen – über ein eigenes Genom. Jedoch kann es sich dabei je nach Virus entweder um eine DNA („Doppelstrang”) oder eine RNA („einsträngige Kopie”) handeln [1].
Grund, weswegen Viren auf Wirtszellen angewiesen sind, ist die Tatsache, dass ihnen wichtige, für die Vermehrung unverzichtbare Bestandteile fehlen. Sie verfügen nämlich über keine eigene „Maschinerie” zur Proteinsynthese. Die Herstellung von Proteinen ist jedoch für die Vermehrung und damit das langfristige Überleben eines Virusstamms unverzichtbar [1].
Den Lebenszyklus eines Virus kann man sich wie folgt vorstellen
Zunächst einmal müssen Viren von einem Organismus auf den nächsten übertragen werden. Dies kann zum Beispiel von Mensch zu Mensch, Tier zu Tier oder eben manchmal auch Tier zu Mensch erfolgen [2].
Der genaue Übertragungsweg ist dagegen von Virus zu Virus unterschiedlich. Prinzipiell ist die Übertragung über Speichelaustausch, über in den Mund gelangte Stuhlpartikel, über das Blut, über Sperma, über Vaginalsekret, als Tröpfcheninfektion über die Atemluft sowie über bestimmte „Vektoren” (z.B. bestimmte tropische Mückenspezies) möglich [3].
Das Leben eines Virus
Sind die Viren erst einmal in ein entsprechendes Organ eingedrungen (z.B. in die Atemwege beim Coronavirus), durchlaufen sie in den dortigen Zellen einen bestimmte Abfolge an Schritten [2].
Der erste dieser Schritte ist die sogenannte „Adsorption”, also das Anheften an die Wirtszelle. Denn nur wenn das Virus zu bestimmten Oberflächenmerkmalen der Zelle passt, kann es auch zur Infektion kommen [2].
Danach folgt die sogenannte „Penetration”, also das Eindringen ins Innere der Zelle. Dies kann je nach Virustyp ganz unterschiedlich ablaufen. Oft wird das Virus von der Zelle gewissermaßen „geschluckt” oder gezielt nach innen transportiert. In anderen Fällen verschmelzen Virus und Zelle einfach. Der Vergleich zu einem trojanischen Pferd ist hier allemal passend [2].
Ist das Eindringen gelungen, steht als nächster Schritt das sogenannte „Uncoating” an. Das Virusgenom wird freigesetzt. Gewissermaßen kann das Innere des trojanischen Pferdes nun also nach außen gelangen und die „Festung betreten” [2].
Mit Hilfe des Proteinsynthese-Apparats der Wirtszelle kann als nächstes die sogenannte „Replikation” erfolgen. Das Viruserbgut wird vermehrt. Neue Virusproteine gebildet. In einer sogenannten „Assembly”-Phase werden alle Viruskomponenten dann auch zusammengebaut [2].
So kann als Letztes das neu gebildete Virus die Wirtszelle wieder verlassen und weitere Zellen infizieren [2].
Der Aufbau von Viren
Neben den Unterschieden beim viralen Erbgut (DNA oder RNA) können noch andere Bestandteile von Viren verschieden sein. So unterscheidet man zum Beispiel zwischen behüllten und nackten Viren, da nicht jedes Virus über eine äußere Virushülle verfügt [4].
Allen Viren gemein ist dagegen das sogenannte Kapsid. Eine das virale Erbgut umgebende Proteinhülle. Wie man der obigen Abbildung unschwer entnehmen kann, ist die genau Konfiguration des Viruskapsids dann jedoch wieder unterschiedlich [4].
Viren und Bakterien - was ist der Unterschied
Viren und Bakterien können zwar manchmal sehr ähnliche Krankheitsbilder auslösen. In Aufbau und Beschaffenheit bestehen zwischen den beiden Erregergruppen jedoch deutliche Unterschiede [5].
Das ist insbesonder wichtig zu wissen, weil sich daraus komplett unterschiedliche Behandlungsmöglichkeiten ergeben [5].
Anders als Viren handelt es bei Bakterien um kleine, einzellige Lebewesen. Daher können sich Bakterien unter geeigneten Umgebungsbedingungen durchaus auch außerhalb eines anderen Organismus’ vermehren – und das im Gegensatz zu Viren [5].
Als wesentlichen Unterschied zu Menschen, Tieren oder pflanzlichen Lebewesen verfügen Bakterien jedoch über keinen Zellkern [5].
Auch machen bei Weitem nicht alle Bakterien krank. Im Gegenteil. Viele Bakterienstämme sind essenziell für Menschen und sind wichtiger Bestandteil einer gesunden Darm- oder Hautflora [5].
Mutation von Viren
Viren können sich durch sogenannte Mutationen in ihrem Erbgut verändern. Wenn nämlich in der oben beschriebenen „Replikationsphase” Fehler auftreten, können diese kleinen Erbgutveränderungen entstehen [2].
In den allermeisten Fällen würde dies zur Funktionsunfähigkeit des Virus gefährden. Dennoch sind Mutationen für das langfristige Fortbestehen der „Virusnachkommen” hilfreich. Denn so können neue Abwandlungen des Virus entstehen, die möglicherweise erschwerten Bedingungen trotzen können [2].
Ein gutes Beispiel ist hierbei das Coronavirus. So hat die Omikron-Mutation des SARS-CoV-2-Virus allein 32 Mutationen am sogenannten „Spike-Protein, 10 davon in dem Bereich, der an die Körperzellen andockt und so das Eindringen in die Zelle ermöglicht. In Summe fällt es Omikron dadurch leichter, dem Immunsystem per „Immun-Escape” zu entwischen und selbst Geimpfte oder Genesene erneut anzustecken [6, 7].
Hin und wieder ist es auch möglich, dass ein Organismus zeitgleich von zwei verschiedenen Virusstämmen infiziert wird. Beispielsweise beim Grippevirus. In diesem Fall können dann sogar ganze Genabschnitte ausgetauscht werden und so ein gänzlich neuer Subtyp entstehen. Dies bezeichnet man dann als sogenannten „Antigenshift” [2].
Omikron-Variante des Coronavirus
Das Coronavirus SARS-CoV-2 ist ein RNA-Virus, das über eine Virushülle verfügt (siehe oben). Es hat genetisch die größte Ähnlichkeit zu zwei anderen Coronaviren, die jedoch nur unter Fledermäusen vorkommen [8].
Dies macht Fledermäuse als ursprüngliche Quelle von SARS-CoV-2 zumindest wahrscheinlich. Es könnte jedoch durchaus noch einen Zwischenwirt gegeben haben [8].
Das Oberflächenmerkmal der Zellen, an das sich SARS-CoV-2 anheften kann („Adsorption”-Phase), ist das sogenannte Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2). Die Anheftung erfolgt dabei über das sogenannte „Spike-Protein” des Coronavirus [8].
Die bei Omikron aufgetretenen über 30 Mutationen im Spike-Protein sind wesentlicher Grund für die erhöhte Übertragbarkeit und die insgesamt verminderte Empfindlichkeit gegenüber neutralisierenden Antikörpern [8].
Im Vergleich zur Delta-Variante scheint sich Omikron zudem deutlich schneller zu vermehren. Das Risiko, schwer an einer Corona-Infektion zu erkranken, ist mit Omikron dagegen durchschnittlich gesunken. Dies ist jedoch weiterhin möglich – insbesondere für Risikogruppen und ungeimpfte Personen [8].
Andere häufige Virusarten
Zwar haben Virus im Aufbau viele Gemeinsamkeiten. Dennoch gibt es zahlreiche Unterschiede. Dies äußert sich insbesondere darin, auf welchem Wege sie letztlich übertragen werden, welches Organsystem sie befallen und welche Krankheitszeichen sie dadurch verursachen können.
Die folgende Übersicht liefert einen Überblick für einige der global wichtigsten Virusarten. Hierzu zählen das Epstein-Barr-Virus, das Ebola-Virus, die Humanen Papillomaviren, das Zika-Virus, das Norovirus, das Hantavirus, die Hepatitis-Viren, das HI-Virus (Finden Sie hier Infos zu den Neuheiten bei der HIV-Impfung), Influenza-Viren und nicht zuletzt Herpes-Simplex-Viren [9-17]:
Da viele dieser Viruserkrankungen folglich mit durchaus ernstzunehmenden Krankheitsfolgen einhergehen können, stellt sich natürlich die Frage nach möglichen Behandlungsmöglichkeiten. Und auch hier gibt es Wichtiges zu beachten.
Infektionskrankheiten durch Viren
Grundlegend ist hierbei die Unterscheidung zwischen Behandlungen, die der Linderung der von Viren ausgelösten Symptomen gelten, und solchen, welche auf das Virus selbst abzielen – also die eigentliche Ursache bekämpfen.
Symptome und Behandlung
Für die meisten Viren besteht aktuell lediglich die Möglichkeit, bei stärkeren Beschwerden diese dann „symptomatisch” zu behandeln. Dies gilt zum Beispiel für die meisten Erkältungsviren, bei denen die Symptome rasch auftreten, aber glücklicherweise auch schnell wieder abklingen [18].
Hier bleibt dann zwar die Möglichkeit mit Medikamenten wie Paracetamol etwaiges Fieber zu senken. Die Viren zu stoppen gelingt aktuell jedoch noch nicht [18].
In bestimmten Fällen gibt es jedoch Medikamente, mit denen man gezielt das Virus „bekämpfen” kann. Dies sind die sogenannten „Virustatika”. Hierbei ist wichtig, dass diese vor allem präventiv wirken. Sie können also das Viren daran hindern, sich im Körper zu vermehren. Ist die jedoch bereits erfolgt, kann die virale Erkrankung ihren vollen Lauf nehmen [19].
Die verschiedenen Präparate zielen auf unterschiedliche Schritte im oben beschriebenen Lebenszyklus von Viren ab. Manche unterbinden das Anheften und Eindringen des Virus in die Wirtszelle. Andere das Freisetzen und Ablesen des viralen Genoms. Einige stören den Zusammenbau der Viruskomponenten. Und wieder andere verhindern die Ausschleusung und Freisetzung neuer Viren aus der Wirtszelle [19].
Natürlich ist die Entscheidung, ob es ein passendes Präparat gibt und eine Behandlung damit sinnvoll ist, immer nur gemeinsam mit Ärzt:innen zu treffen.
Die Inhalte dieses Artikels geben den aktuellen, wissenschaftlichen Stand zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wieder und wurden nach bestem Wissen und Gewissen verfasst. Dennoch kann der Artikel keine medizinische Beratung und Diagnose ersetzen. Bei Fragen wenden Sie sich an Ihren Allgemeinarzt.
