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Ausbreitung von Viren

Invasion der Viren

Schweinegrippe, Spanische Grippe, AIDS und HI-Virus, Ebola-Virus, Pocken, Tollwut: Diese Namen lösen Ängste aus, Ängste vor Seuchen und Krankheiten, denen kaum zu entkommen ist. Alle diese Krankheiten werden von Viren ausgelöst, genauso wie Masern und Röteln, Lippenbläschen, Schnupfen und Warzen. Die Erreger sind vielfältig und weitverbreitet, und tatsächlich gibt es kaum Medikamente gegen sie. Antibiotika sind gegen Viren wirkungslos. Wie schnell breiten sich unterschiedliche Viren aus? Welchen Einfluss hat dabei der Übertragungsweg? Die Simulation lädt zum interaktiven Forschen ein.

Simulation starten

Das gewählte Szenario zeigt den Epidemieverlauf von Grippeviren bei einer Verbreitung durch Niesen in einem Simulationszeitraum von 90 Tagen. Die grünen Elemente visualisieren dabei gesunde, die orangefarbenen akut erkrankte und die gelben bereits immunisierte Menschen.

Funktionsweise der Viren-Simulation

Detailaufnahme der Virensimulation: Infografik

Diese Infografik stellt den Epidemieverlauf von Masern durch die Kontaktart "Küssen" dar. Der Benutzer kann auf den Tag genau ablesen, wie viele Menschen noch gesund, erkrankt oder bereits immunisiert sind.

Masern, Röteln, Schnupfen, Grippe, Hepatitis B und HIV – also Erkrankungen, die durch Viren verbreitet werden, stehen in der Simulation zur Wahl. Über den Info-Button lassen sich Hintergrundsinformationen zum Krankheitsbild, Verlauf, Ansteckung, Behandlung und Vorsorge aufrufen. Außerdem kann man sich zwischen verschiedenen Kontaktarten wie Entfernung von 1 m, Händeschütteln, Niesen, Küssen, ungeschütztem Sex oder Isolation entscheiden.

Wurden diese beiden Parameter eingestellt, kann die Simulation über den Start-Button ausgelöst werden. Es kann in Zeitraffer mitverfolgt werden, wie sich unter den gewählten Bedingungen der Virus in einem Simulationszeitraum von 90 Tagen verbreitet, d.h., wie viele Menschen gesund bleiben, akut erkrankt oder gar schon immunisiert sind.

Die Ergebnisse werden in prozentualen Zahlenwerten, in Form eines Tortendiagramms und einer Infografik sowie durch ein Verlaufsdiagramm wiedergegeben.

Wissenschaftliche Hintergründe – Zur Bauweise von Viren

Detailaufnahme der Virensimulation: Grippevirus

Grippevirus

Viren und Bakterien werden gerne in einen Topf geworfen, weil sie beide krankmachen können. Doch sie unterscheiden sich grundsätzlich in ihrer Lebensform: Bakterien sind eigenständige Lebewesen, bestehen aus Zellen, haben einen Stoffwechsel und benötigen Nahrung. Viren fehlt all das – sie sind Parasiten, ansteckende Partikel, und die Forscher streiten sogar, ob Viren Lebewesen sind oder nicht. Fest steht: Sie brauchen eine Wirtszelle, in die sie sich einnisten können, um sich dort wie in einer Kopiermaschine vervielfältigen zu lassen.

Viren messen nur zwischen 10 und 400 Nanometern und sind meistens kugel- oder würfelförmig. Einige wenige haben auch die Form von Stäbchen oder Fäden. Jedes Virus ist auf bestimmte Arten von Zellen spezialisiert, an deren Oberfläche es andocken kann wie ein Schlüssel ins Schloss.

Der Bauplan eines Virus ist sehr schlicht, da es auf einen eigenen Stoffwechsel verzichtet. Es besteht nur aus einem Erbgutkern, in dem eine Nukleinsäure liegt, umgeben von einer schützenden Eiweißkapsel. Einige Virenarten tragen eine zusätzliche Hülle aus Fetten, Eiweißen und Kohlenhydraten. Auf der Oberfläche vieler Viren sitzen stachel- oder dornartige Fortsätze.

Detailaufnahme der Virensimulation: Infografik

Diese Detailgrafik verdeutlicht die Ausbreitung von Schnupfenviren durch Händeschütteln in einem Zeitraum von 90 Tagen. Anhand der unterschiedlichen Farben lässt sich ablesen, wer noch gesund (grün), akut infiziert (orange) oder bereits immunisiert (gelb) ist.

Angriff der Viren

Meist greifen Viren über die Schleimhäute an, denn dort müssen sie keine schützende Hautschicht überwinden. Je nach Art wählen sie die Schleimhäute der Atemwege, die von Magen und Darm oder die der Geschlechtsorgane. Dann erfolgt die Ausbreitung über den ganzen Körper bzw. hin zum Zielorgan: Das kann über die Blutbahnen geschehen, über die Lymphbahnen oder auch entlang der Nervenstränge, etwa bei Tollwut oder Herpes.

Dauer

Die Inkubationszeit kann je nach Virus nur wenige Tage oder viele Monate und Jahre dauern. Die meisten Erkrankungen sind zwar zeitlich begrenzt, weil das Immunsystem früher oder später die Oberhand gewinnt. Allerdings gibt es auch chronische Erkrankungen wie Hepatitis B oder AIDS, die mit Medikamenten derzeit nur gelindert werden können – oder solche, die immer wieder neu ausbrechen wie die Herpesbläschen.

Immunisieren und Behandeln

Begrenzt auftretende Virusinfektionen führen in der Regel dazu, dass das Immunsystem spezifische Antikörper ausbildet und der Mensch – für eine gewisse Zeit oder lebenslang – gegen eine erneute Erkrankung geschützt ist. Bei lebensbedrohlichen Krankheiten sind allerdings Impfungen vorzuziehen, die den Körper direkt zur Antikörperbildung veranlassen.

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