Was sind Viren?

Aufbau, Virenmutation und Virenvermehrung auf einen Blick.

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Was sind Viren? Die meisten wissen natürlich, dass es sich bei Viren um Krankheitserreger handelt. Doch wie kommt es zur Vermehrung von Viren und welche Rolle spielt dieser Prozess bei der Virenmutation? In diesem Artikel geben wir einen Überblick über den Virenaufbau, häufige Virusarten und welcher Mechanismen sich die Natur zur Vermehrung von Viren bedient.

Was sind Viren?

Viren sind kleine infektiöse Partikel, die zwar zu den Parasiten zählen, aber keine Lebewesen sind. Neben den Bakterien gehören sie zu den häufigsten Krankheitserregern bei Menschen. Es wird zwischen vier verschiedenen Virusarten unterschieden: DNA-Viren und RNA-Viren, die wiederum in Einzel- oder Doppelstrangviren unterschieden werden.

Aufbau von Viren

Die meisten Virusarten sind zwischen 20 und 300 Nanometer klein – ganz grob gesagt ein Zehntausendstel eines Millimeters. Der Virenaufbau kann nur unter einem stark vergrößernden Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden. Obwohl die verschiedenen Virusarten sehr unterschiedlich aussehen können, ist der grundsätzliche Virenaufbau relativ einfach. Viren bestehen immer aus einem Nukleokapsid. Das ist ein Proteinmantel, der die Erbinformation enthält. Dieser wird in einigen Fällen von einer Hülle aus Eiweiß umschlossen.

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Gut zu wissen
Viele Virusarten – wie auch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 – besitzen darüber hinaus noch eine Virushülle, die aus Fetten und darin eingelagerten Viruseiweißen besteht. Die Virushülle erschwert dem Immunsystem, das Virus zu entdecken, und schützt das Erbgut vor äußeren Einflüssen. Viren dieser Art sind jedoch aufgrund des Fettanteils gegenüber Lösungsmitteln wie Seife sehr empfindlich. Daher ist gründliches und regelmäßiges Händewaschen mit Seife eine gute grundlegende Hygienemaßnahme, die das Infektionsrisiko senken kann – nicht nur bei Coronaviren.

Worin unterscheiden sich Viren von Bakterien?

Im Vergleich zu Viren sind Bakterien etwa hundertmal größer – nämlich zwischen 100 und 700.000 Nanometer –, sind weitaus komplexer aufgebaut, benötigen keine Wirtszelle, um sich zu vermehren, und werden zu den einzelligen Lebewesen gezählt.

Virenvermehrung

Alle Virusarten sind zu keinerlei eigenen Stoffwechselvorgängen fähig. Aus diesem Grund brauchen Viren zur Vermehrung fremde Hilfe – also eine geeignete Wirtszelle. In diese schleusen Viren ihre eigenen Erbinformationen ein. Danach produzieren die befallenen Wirtszellen weitere Viren und helfen den Krankheitserregern so bei der Vermehrung. Als Wirt können Zellen von Pflanzen, Pilzen, Tieren, Menschen oder auch Bakterien dienen. Menschliche Wirtszellen sind beispielsweise weiße Blutkörperchen, Nervenzellen, Leberzellen, Herzmuskelzellen oder auch Zellen der Schleimhäute, wie zum Beispiel des Nasen-Rachenraums oder der Lunge.

Die Vermehrung von Viren findet in 5 Schritten statt:

Die Viruszelle verbindet sich mit der Wirtszelle, zum Beispiel den weißen Blutkörperchen eines Menschen. Wo und wie das geschieht, hängt von den einzelnen Virusarten ab.

Das Virus dringt mittels Fusion oder Endozytose in die Wirtszelle ein, um dort das eigene Erbgut zu platzieren. 

Zur Virenvermehrung kommt es nun, indem das Virus sein eigenes Erbgut, das Genom, in der Wirtszelle freisetzt. Darüber erhält die befallene Zelle alle Informationen über den Virenaufbau und beginnt, diesen zu reproduzieren.

Am Ende dieses Prozesses werden ein neues Virengenom (enthält die Erbinformationen) und ein neues Kapsid (der Proteinmantel) gebildet. Dabei kann es zur Virenmutation kommen.

Die produzierten Bauteile sind jedoch noch keine funktionstüchtige Viruszelle. Dafür müssen die Bestandteile noch zusammengesetzt werden. Je nach Virusart passiert das entweder im Zellkern der Wirtszelle oder im Zellplasma. Dabei wird jeweils ein Genom in einen Proteinmantel (Kapsid) verpackt.

Die fertige Viruszelle kann die Wirtszelle nun verlassen und mit der Vermehrung fortfahren. Viele Viren verlassen die Zelle über die Zellmembran. Dabei erhalten sie ihre Hülle; dieser Prozess heißt Knospung. Unbehüllte Viren hingegen lassen die Wirtszelle platzen und gelangen so ins Freie. Danach machen sich die Viren erneut auf die Suche nach einer geeigneten Wirtszelle.

Virenmutation

Mutationen sind „Kopierfehler“, die bei jedem Organismus vorkommen können, so auch bei der Vermehrung von Viren. Das Genom, also der Bauplan des Virus, wird dabei von der Wirtszelle fehlerhaft reproduziert. Diese Fehler passieren bei Viren, insbesondere Influenzaviren, überdurchschnittlich oft. So konnten bereits in 12.000 Fällen eine Virenmutation des SARS-CoV-2-Virus festgestellt werden. Das liegt vor allem an dem sehr einfachen Virenaufbau und an der Art und Weise, wie sich das Coronavirus reproduziert. Eine Virenmutation wirkt sich vor allem auf das Aussehen und das Verhalten des Virus aus.

Mögliche Veränderungen:

  • Fähigkeit der Viren, an die Wirtszelle anzudocken
  • Geschwindigkeit, mit der die Vermehrung stattfindet
  • Welche Organismen jeweils von den Viren befallen werden

SARS-CoV-2-Mutation:

Die Mutationen des SARS-CoV-2-Virus, die vermutlich in England und Afrika entstanden sind, bringen gleich an mehreren Stellen Veränderungen mit sich. Besonders bemerkenswert ist die Mutation der sogenannten Spike-Proteine. Mit diesen dockt das Coronavirus an die menschlichen Wirtszellen an. Durch diese Veränderung gelingt es dem Virus nun leichter, an die Wirtszelle anzudocken. Dadurch wird eine Infektion begünstigt. Ob diese Virusmutation einen Einfluss auf die Wirkung des aktuellen Impfstoffs hat, ist noch nicht abschließend untersucht.

Unser Immunsystem – im Einsatz gegen Viren

Häufig können Viren durch Schutzbarrieren, zum Beispiel unsere Haut, am Eindringen in unseren Körper gehindert werden. Haben Viren es dennoch geschafft, uns zu infizieren, lösen sie bei unserem Immunsystem eine Abwehrreaktion aus. Die Übertragung ist je nach Virusart mittels Tröpfcheninfektion, Blutübertragung oder durch Schmierinfektionen möglich. Bei der Immunreaktion spielen bestimmte weiße Blutkörperchen eine große Rolle. Einmal eine Virusinfektion überstanden, erinnern sich diese Blutkörperchen bei einem erneuten Angriff an den Krankheitserreger und beginnen, schneller und effektiver die Viren mit Antikörpern zu bekämpfen. Der erneute Ausbruch der Krankheit kann dadurch abgemildert oder gar verhindert werden.

Nicht jedes Virus, das wir uns eingefangen haben, führt auch dazu, dass wir Krankheitssymptome entwickeln. So beobachtete man vor Einführung der Schutzimpfung gegen Röteln, dass etwa die Hälfte der Schwangeren, bei denen Rötel-Antikörper nachgewiesen werden konnten, sich an keinerlei Symptome erinnerten, obwohl sie nachweislich mit dem Virus infiziert waren. Dieses Phänomen bezeichnet man als „stille Feiung“. Selbst Grippe- oder auch SARS-CoV-2-Infektionen können ohne Krankheitssymptome verlaufen.

So funktioniert eine Impfung

Bei einer Impfung werden abgeschwächte, abgetötete Viren oder lediglich Bruchstücke der Virushülle injiziert, die zwar keine Krankheit auslösen, den Körper aber dazu veranlassen, Antikörper und Gedächtniszellen zu bilden. Der Körper ist also gegen eine Infektion mit den „echten“ Krankheitserregern gewappnet. Wie lange man immun ist, kann variieren und hängt von den unterschiedlichen Virusarten ab. Manche Impfungen müssen in regelmäßigen Abständen aufgefrischt werden, andere bieten lebenslangen Schutz. Grippeviren mutieren besonders häufig. Durch den veränderten neuen Aufbau werden sie bereits nach kurzer Zeit für das Immunsystem erneut unkenntlich. Um sich auch gegen die mutierten Grippeviren zu schützen, wird eine jährliche Impfung empfohlen.

Einen Überblick darüber, welche Schutzimpfungen wann aufgefrischt werden müssen, liefert Ihnen Ihr Impfpass.

Was sind Sekundärinfektionen?

Allgemeinmediziner Dr. Veit Wambach erläutert: „Ist die Immunabwehr unseres Körpers durch einen Infekt – meist durch Viren ausgelöst – angegriffen, kann es sein, dass andere Krankheitserreger, zum Beispiel Bakterien, leichteres Spiel haben, den körpereigenen Schutz zu durchbrechen, und es zu einer weiteren Ansteckung kommt. Dies nennt man dann Sekundär- oder auch Superinfektion. Ein Beispiel: Wer sich eine Infektion der Atemwege beispielsweise durch Viren eingefangen hat, hat ein Risiko, dass diese den Weg bahnen für andere Erreger, also zum Beispiel Bakterien, und diese dann beispielsweise eine Lungenentzündung auslösen.“ Dr. Wambach erklärt, dass solche Situationen durchaus häufig vorkommen. Um Superinfektionen zu vermeiden, empfiehlt er, den Primärinfekt – also die erste ursprüngliche Erkrankung – richtig auszukurieren, um das Immunsystem nicht noch weiter zu schwächen.

Impfungen

Die SBK übernimmt die Kosten für alle empfohlenen Impfungen

Impfungen gehören zu den wirksamsten Maßnahmen, um Infektionskrankheiten zu verhindern. Sie schützen nicht nur den Einzelnen, sie führen auch generell zu weniger Erkrankungen in der Bevölkerung. Alle Informationen und die umfassenden Leistungen der SBK zum Thema Impfen finden Sie hier.

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