Viren

Viren (Einzahl: Virus) sind kleinste, infektiöse Partikel und außerdem Parasiten, also Lebewesen, die sich ohne einen Wirtsorganismus nicht eigenständig vermehren können. Im Durchschnitt ist ein Viruspartikel zwischen 20 und 400 nm groß, also um ein Vielfaches kleiner als menschliche Zellen oder Bakterien beziehungsweise Pilze.

Der Aufbau von Viren ist nicht besonders komplex. Der wichtigste Bestandteil von Viren ist ihr Erbmaterial. Dieses kann bei Viren entweder in Form von DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure) vorliegen. Durch dieses Merkmal kann man auch DNA- von RNA-Viren unterscheiden (außerdem gibt es noch die sogenannten Retroviren, die eine Untergruppe der RNA-Viren darstellen).

Das Erbgut kann sich entweder ring-oder fadenförmig im Inneren von Viren befinden, hat sich das Virus noch nicht in eine Zelle eingenistet, wird es als Virion bezeichnet. In fast allen Fällen ist das Erbmaterial von einem Kapsid umgeben, das dem Schutz des Erbgutes dient. Dieses Kapsid ist eine Struktur aus vielen gleichen Untereinheiten (Kapsomere) die aus Proteinen bestehen. Folglich bezeichnet man das Kapsid häufig auch als Proteinhülle, gemeinsam mit der DNA oder RNA spricht man vom Nukleokapsid.

Darüber hinaus sind manche Viren noch von einer weiteren Hülle, der Virushülle, umgeben, die aus einer Lipiddoppelschicht aufgebaut ist, in welche teilweise Proteine und Glykoproteine eingelagert sind. Die Glykoproteine ragen stachelförmig aus der Hülle heraus, weshalb man sie auch als „Spikes“ bezeichnet, solche Viren nennt man behüllt. Wenn die Virushülle fehlt, nennt man sie unbehüllte Viren.

Darüber hinaus besitzen manche Viren noch weitere Bestandteile, niemals jedoch ein Zytoplasma mit Zellorganellen wie bei menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Zellen, das ihnen einen eigenen Stoffwechsel ermöglichen würde. Da sowohl Mitochondrien als auch Ribosomen fehlen, sind Viren nicht selbstständig zur Proteinbiosynthese fähig und kann auch keine eigene Energie produzieren. Es muss sich in einer sogenannten Wirtszelle einnisten, also einer Zelle zum Beispiel eines Menschen, die über das dafür notwendige Material verfügt. Dort ist das Virus dann in der Lage, den Zellstoffwechsel so zu manipulieren, dass er sich auf die Bedürfnisse des Virus einstellt und anstatt der eigenen Proteine solche Proteine herstellt, die die Viren zum Überleben brauchen.

Außerdem ist es dem Virus über die Einschleusung seiner DNA oder RNA in die Wirtszelle möglich, sich zu vermehren (replizieren). Der erste Schritt dafür ist immer, dass das Virus sich an die Wirtszelle anheftet. Daraufhin wird das Erbgut in die Zelle eingeschleust. Dort werden dann die Hülle(n) entfernt (uncoating), woraufhin die Nukleinsäure in den Zellkern gelangen kann. Dort übernimmt sie praktisch die Steuerung und sorgt zunächst einmal dafür, dass das Erbmaterial vervielfältigt und Proteine hergestellt werden.

Aus diesen einzelnen Bestandteilen können sich schließlich wieder neue Viruspartikel ausbilden. Man unterscheidet zwei verschiedene Arten, auf die das Virus die Vermehrung abschließen kann.

1. Lytischer Zyklus: hier wird die Zellmembran komplett aufgelöst, die Zelle also zerstört und die neuen Viren freigesetzt werden.
2. Lysogener Zyklus: die Zelle stirbt nicht ab sondern die Viren werden nur aus ihr herausgeschleust (Knospung, „budding“), indem sie einen Teil der Zellmembran der Wirtszelle mitnehmen, um sich eine Hülle zu bilden.

Wie viele Viren bei einem solchen Vorgang jeweils aus einer einzelnen Wirtszelle hervorgehen, ist von Virus zu Virus unterschiedlich. Während eine Zelle, die vom Herpesvirus befallen ist, durchschnittlich zum Beispiel nur 50 bis 100 neue Viren produziert, setzt eine mit dem Poliovirus infizierte Zelle hingegen sogar mehr als 1000 neue Viren frei.

Fast alle Viren sind wirtsspezifisch, was bedeutet, dass ein bestimmtes Virus in der Regel nur einen bestimmten Wirtsorganismus befällt. Abhängig davon, um welchen Organismus es sich dabei handelt, unterscheidet man

• (Bakterio-)Phagen = Viren, die ausschließlich Bakterien befallen
• Pflanzen- /Phytoviren, die nur Pflanzen befallen,
• Tierviren/animale Viren, die nur Tiere befallen und
• Menschen-/Humanviren, die uns Menschen befallen.

Von diesen Humanviren existieren eine unglaubliche Menge, weshalb hier nur die wichtigsten erwähnt werden können. Die meisten Viren führen beim Menschen zu einer jeweils spezifischen Erkrankung.

Zu den DNA-Viren gehören die wichtigsten Krankheitserreger des Menschen:

1. Die Herpesviren, bei denen man noch einmal eine große Zahl von Untergruppen unterscheidet. Zu den Herpesviren zählen das Humane Herpesvirus 1 und 2, die für den allgemein bekannten Herpes verantwortlich sind, der sich durch Bläschen, Schmerzen und / oder Juckreiz bemerkbar macht und sich meistens an den Lippen (Herpes labialis, vor allem HHV 1) oder im Genitalbereich (Herpes genitalis, vor allem HHV 2) manifestiert.

Das HHV 6 ist für das sogenannte 3-Tage-Fieber verantwortlich.

• Das Epstein-Barr-Virus (EBV), der das Pfeiffer'sche Drüsenfieber (auch: Mononukleose oder „Kissing Disease“) auslöst, gehört ebenfalls zu den Herpesviren
• Varizella-Zoster-Virus (VZV), der bei Erstinfektion zu Windpocken und bei Sekundärinfektion zur Gürtelrose (Herpes zoster) führt.
• Cytomegalievirus (CMV) der vor allem bei Schwangeren gefürchtet ist, da er für ungeborene Kinder lebensgefährlich werden kann.

Ein eher seltener anzutreffender Herpesvirus ist das HHV 8, da er nur bei Personen mit schwachem Immunsystem (zum Beispiel bei HIV-Infizierten) wirklich zu einer Infektion führt, wodurch eine bestimmte Art von Krebs, das Kaposi-Sarkom entsteht.

2. Unter die Gruppe der Pockenviren fallen zum einen die Auslöser harmloser Warzen und zum anderen aber auch diejenigen Viren, die die gefährlichen Pocken verursachen.

3. Das Hepatitis B-Virus löst eine Leberentzündung aus.

4. Von Humanen Papillomaviren (HPV) existieren diverse unterschiedliche Typen, die auch zu unterschiedlichen Krankheitsbildern führen. Während die meisten (z.B. die Typen 6 und 11) relativ harmlos sind, können einige (z.B. die Typen 16 und 18) einen Krebs des Gebärmutterhalses (Zervixkarzinom) verursachen.

5. Adenoviren sind häufig die Ursache für Durchfall oder Erkältungen mit Schnupfen.

Von besonderer Wichtigkeit bei den RNA-Viren sind für den Menschen:

1. In die Gruppe der Flaviviren fallen sowohl das Hepatitis C Virus, welches, genau wie das Hepatitis B Virus eine Entzündung der Leber verursachen kann, die aber sehr viel häufiger chronisch verläuft als bei HBV, als auch die Viren, die für das Gelb- und Denguefieber verantwortlich sind.
2. Coronaviren sind oftmals Auslöser einer Magen-Darm-Grippe (Gastroenteritis) oder einer speziellen, schwerwiegenden Art der Lungenentzündung (SARS).
3. Der wichtigste Vertreter der Retroviren ist der Humane-Immundefizienz-Virus HIV (Typ 1 und 2), welcher verantwortlich für AIDS ist.
4. Orthomyxoviren sind unter anderem die Influenzaviren, die zu einer Grippe führen.
5. Zur Familie der Paramyxoviren gehören die Auslöser von Mumps und Masern.
6. Filoviren, zu denen z.B der Marburg-Virus und der Ebola-Virus gehört, dessen Infektion oft tödlich verläuft. Lesen Sie mehr zum Thema unter Ebola.

Viren können allerdings nicht nur Krankheiten verursachen. Momentan wird viel daran geforscht, Viren auch als Therapie einzusetzen. So sollen zum Beispiel bestimmte Viren gegen manche Formen von Krebs eingesetzt werden können oder als Impfstoff dienen.

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Eine durch Viren bedingte Infektion zu heilen, stellt sich schwieriger dar als zum Beispiel bei bakterienbedingten Erkrankungen, da Viren eben keine eigenständigen Zellen sind, sondern sich stets in menschlichen Zellen befinden. Deshalb bedeutet ein Abtöten eines Virus gleichzeitig das Absterben einer Körperzelle.

Um Viren zu bekämpfen, bedient sich dazu sogenannter Virostatika. Dies sind Medikamente, die die Vermehrung von Viren verhindern oder zumindest einschränken.
Hauptangriffspunkte der Virostatika sind:

• Eindringen des Virus in die Zelle
• Beeinflussung des Zellstoffwechsels zum Nachteil der Wirtszelle und
• Freisetzen der Viren am Ende ihres Vermehrungszyklus.

Diese Mittel sind jedoch häufig mit zum Teil schwerwiegenden Nebenwirkungen verbunden.

Lesen Sie hier mehr über Medikamente gegen Viren.

Der Humane Papilloma Virus – kurz HPV ist Hauptverursacher der bekannten Hautwarzen und kann das Risiko für die Entstehung bestimmter Tumorarten erhöhen. In der Gruppe der HP-Viren lassen sich inzwischen über 150 verschiedenen Arten finden, die sich grob gesagt in der Ausprägung der von Ihnen hervorgerufenen Warzen unterscheiden.

Lesen Sie hierzu auch den Artikel: Humane Papilloma Virus

Zum einen gibt es Arten, die normale Hautwarzen verursachen, die sich an Händen, Füßen oder zum Beispiel der Achsel ausbilden. Sie sind zwar wenig ästhetisch, aber ungefährlich und verschwinden meist von selbst wieder.
Zum zweiten gibt es Arten, die ungefährliche Genitalwarzen, sogenannte Kondylome, verursachen. Hier kommt es meist während des Geschlechtsverkehrs zur Übertragung. Auch diese Warzen sind zwar unästhetisch, jedoch keine tumorösen Hautveränderungen.
Zum dritten gibt es Arten, die Hautveränderungen im Genitalbereich verursachen, welche eine Krebstendenz besitzen.
Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der Gebärmutterhalskrebs, was auch erklärt, warum man sich gegen eine Krebsart „impfen“ kann.
Die Übertragung der Viren erfolgt sehr leicht, da sie problemlos mehrere Tage in der Umwelt überleben, ohne dabei abzusterben. Das Virus dringt dann durch mikroskopische Hautverletzungen ein und befällt die menschlichen Hautzellen, woraufhin es zur Ausbildung der Warzen kommt.

Lesen Sie hierzu mehr: Impfung gegen Gebärmutterhalskrebs, Symptome von Gebärmutterhalskrebs

Der Ebola-Virus gehört zu den bis jetzt wenig erforschten und gefährlichen Viren, deren Infektion mit einer hohen Todesrate verbunden ist.

Lesen Sie hierzu auch den Artikel: Was ist das Ebola-Virus?

Seinen Ursprung hat das Virus wohl in einer Flughundgattung, die in einer Höhle in Westafrika beheimatet ist. Von hier fand die Übertragung auf den Menschen statt, der das Virus weiterverbreitete.
Die sich anschließende Erkrankung beginnt mit unspezifischen Symptomen wie einer Bindehautentzündung und entwickelt erst nach ca. einer Woche ein charakteristisches An- und Absteigen der Körpertemperatur. Es kommt zu ausschlagähnlichen Hautrötungen und schlussendlich zu einer Infektion der körpereigenen Abwehrzellen sowie zu einem massiven Blutverlust, da die körpereigenen Blutgefäße ihre Dichtigkeit verlieren.

Es können derzeit lediglich die Symptome behandelt werden, eine systematische Therapie zur Bekämpfung des Virus in Form von Medikamenten oder einer Impfung stehen noch nicht zur Verfügung.

Der Respiratory syncytical Virus (kurz RSV) ist ein Verursacher von Atemwegserkrankungen, besonders im Kindesalter. Der Virus führt meist im Spätherbst zu epedemieartigen Ausbrüchen weltweit. Er befällt dabei hauptsächlich die oberen Atemwege, kann in besonders schweren Fällen aber auch bis in die Lungen gelangen und hier zu einer Lungen- oder Pleura Entzündung führen. In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle sind allerdings nur der Rachen und die Bronchien betroffen. Manchmal kommt es dabei jedoch auch zu einer Mittelohrentzündung.
Die Viren sorgen für ein geringfügiges Zellsterben der Luftröhrenzellen und können diese im schlimmsten Falle durch Abbauprodukte oder den entstehenden Schleim verstopfen, was zur Atemnot führt.

Hauptsächlich kommt es bei kleinen Kindern bis zum dritten Lebensjahr zu den genannten Atemwegserkrankungen. Nach diesem Zeitpunkt haben fast 100% Antikörper gegen den Virus gebildet, sodass die Infektionen nur noch als milder Husten oder leichte Rachenreizung auftreten.

Die Behandlung verläuft zurzeit immer noch symptomatisch. Man versucht also den Schleim der Bronchien zu lösen und ggf. entstehende Entzündungen auszukurieren.
Die Beseitigung des Virus wird hingegen den körpereigenen Abwehrkräften überlassen. In ganz seltenen Fällen und bei schlimmem Verlauf der Krankheit kann jedoch ein sogenanntes Virostatikum eingesetzt werden.

Alles zu diesem Thema finden Sie in unserem Artikel: Das RS- Virus

Der Humane Immunodefizienz Virus, kurz HIV besteht genau genommen aus zwei Typen: dem HIV 1 und HIV 2. 

Diese lassen sich wiederum je nach Ausbruchsort in verschiedene Unterarten unterteilen. Aller Wahrscheinlichkeit nach stammt HIV von einer ähnlichen Virusart ab. Diese befällt Schimpansen und nennt sich SIV, Simian Immunodefizienz Virus. Die Übertragung und Umwandlung des Virus fand vermutlich um ca. 1900 in Westafrika statt und breitete sich von hier in die Welt aus.
Derzeit gibt es weltweit ca. 37 Millionen Erkrankte und jährlich ca. 1 Millionen Todesopfer.

Die Übertragung der HI-Viren kann dabei entweder durch Blut, durch Sexualverkehr oder aber auch von der Mutter auf das ungeborene Kind geschehen. Die Wahrscheinlichkeit sich anzustecken ist abhängig von der Menge des übertragenen Virus.

Nach der Übertragung kommt es zunächst zu Erkältungsymptomen. Die vollständige Ausprägung der Virusinfektion, das sogenannte Krankheitsbild AIDS tritt erst nach einigen Monaten bis Jahren auf. Es kommt zu dauerhaften Infektionssymptomen, die Wahrscheinlichkeit an einem Tumor zu erkranken ist drastisch erhöht und Strukturen des Nervensystems werden ebenfalls angegriffen.
Glücklicherweise kann die Viruslast gut eingedämmt und die Manifestation der Krankheit somit reduziert werden, wenn sich Patienten unmittelbar nach dem Kontakt mit HIV durchseuchten Körpermaterialien ärztlich vorstellen.

Die Schwierigkeit in der Behandlung von HIV bzw. der Grund, warum es keine effektive Impfung gegen HIV gibt liegt darin, dass das Virus extrem wandelbar ist und innerhalb eines Vermehrungszyklus so verändert wird, dass es vom Immunsystem des Menschen nicht mehr erkannt wird.

Lesen Sie hierzu auch: Symptome von HIV, Symptome von AIDS

Rotaviren sind Verursacher von Durchfallerkrankungen. Geschätzt infizieren sich bis zu 150 Millionen Menschen jährlich mit Rotaviren. Viele der Infektionen verlaufen dabei kaum merklich ab, da man im Verlauf seines Lebens immer wieder mit Rotaviren in Kontakt kommt und so einen fast dauerhaften Immunschutz aufrechterhalten kann.
Gefährlich wird die Erkrankung meist nur für kleine Kinder, ältere Patienten und in Ländern, in denen ausreichend sauberes Wasser nicht vorhanden ist.

Die Viren greifen den Dünndarm an und sorgen hier durch ein Zellsterben für eine verminderte Aufnahmefähigkeit von Wasser, weshalb Patienten umso mehr Wasser trinken sollten, um diesem Flüssigkeitsmangel entgegenzuwirken.
Der Durchfall ist in der Regel nicht blutig und häufig mit Erbrechen vergesellschaftet. Fieber entwickelt sich gut wie nie, lediglich erhöhte Temperaturen bis ca. 38 Grad Celsius.

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Die Viren werden meist durch nicht richtig gereinigte Hände nach dem Toilettengang übertragen. Der nächste Betroffene verschleppt die Viren dann zum Beispiel durch das Essen in den Mund, von wo aus sie den Weg in den Dünndarm finden, wo sie sich festsetzen können und den Durchfall hervorrufen.
In der Regel dauert die Erkrankung maximal eine Woche.
Eine Impfung ist nicht vorhanden, man gibt den Betroffenen vermehrt Flüssigkeit und kontrolliert ihren Salzhaushalt.

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Beim Norovirus handelt es sich neben dem Rotavirus um den Hauptversursacher viral bedingter Brech-Durchfall-Erkrankungen: Der Virus nistet sich im frühen Dünndarm ein und sorgt für einen Niedergang der dortigen Darmzellen.
Daraufhin kann der Darm nicht mehr genügend Wasser aus dem Stuhl aufnehmen und es kommt in der Folge zu starken Durchfällen. Hauptsächlich ist die Erkrankung jedoch durch starkes Erbrechen und heftige Bauchkrämpfe charakterisiert.

Die Symptome dauern nur zwei bis drei Tage und verschwinden dann von alleine. Hauptsächlich betrifft die Erkrankung Kinder kurz vor dem Schulalter.
Gefährlich kann es aufgrund des starken Flüssigkeitsverlusts für Menschen werden, die zu wenig Wasser zu sich nehmen, um den Verlust auszugleichen. Im konkreten Falle sind es Kleinkinder und alte Menschen, die im schlimmsten Falle „austrocknen“ können.
Behandelt wird die Erkrankung rein symptomatisch: Dem Menschen wird also vermehrt Flüssigkeit zugeführt und man versucht, den Salzhaushalt der Patienten aufrecht zu erhalten.

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Im Grunde genommen kann man nicht von „dem“ Hepatitis-Virus sprechen. Derzeit sind der Forschung mindestens fünf Hepatitis-Viren bekannt. Von Hepatitis A bis Hepatitis E unterscheiden sich die Viren dabei sowohl in ihren Krankheitsbildern als auch in ihrer Gefährlichkeit für den Menschen. Auch wenn es in Deutschland mehrere Hunderttausend Hepatitis Erkrankte gibt, ist dieser Virus doch eher in Entwicklungs- und Schwellenländern ein Problem.
In Deutschland kann Betroffenen – sofern sie sich einer medizinischen Behandlung unterziehen- inzwischen sehr gut geholfen werden, sodass die Wahrscheinlichkeit an einer Hepatitis Infektion zu versterben sehr gering ist.

• Während Hepatitis A in fast 99% der Fälle nur für eine akute Entzündung sorgt, die sich nach ca. einer Woche wieder gelegt hat, sind die beiden wohl bekanntesten Hepatitis Arten, Hepatitis B und Hepatitis C gefährlicher für den Menschen.
   
• Hepatitis B ist eine Krankheit, die weltweit ca. 400 Millionen Menschen betrifft und gegen die eine Impfung vorhanden ist. Übertragungen erfolgen meist durch kontaminiertes Blut und die Erkrankung kann im fortgeschrittenen Stadium zur Leberzirrhose oder im schlimmsten Falle zum Leberkrebs führen.
   
• Hepatitis C betrifft weltweit ca. 170 Millionen Menschen und ist dank moderner Medikamente inzwischen sehr gut behandelbar. Auch hier erfolgt eine Ansteckung meist durch infektiöses Blut und die Krankheit kann zur Leberzirrhose oder schlimmstenfalls zum Leberkrebs führen.
   
• Bei der Hepatitis D handelt sich um eine sogenannte Superinfektion. Sie tritt so gut wie nur in Kombination mit einer Hepatitis B Erkrankung auf und kann durch eine Impfung gegen Hepatitis B am besten bekämpft werden, da sich die beiden Formen in ihrer Oberflächenbeschaffenheit sehr stark ähneln.
   
• Hepatitis E sorgt ähnlich wie Hepatitis A hauptsächlich für akute Leberentzündungen und wird nur zu einem sehr geringen Teil zu einer chronischen Erkrankung. Eine Impfung ist derzeit noch nicht vorhanden, jedoch kann die Erkrankung durch Medikamente geheilt werden.

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