С какой скоростью распространяется вирус

Обновлено: 19.04.2024

И это неудивительно хотя бы потому, что вирусы — штука довольно непонятная. Неясно даже, считать их живыми или нет. С одной стороны, это просто хрупкий набор молекул, который не может существовать автономно, без живой клетки. Он не производит и не накапливает энергии, а также не поддерживает постоянства внутренней среды — ее попросту нет. Но когда вирус попадает в клетку, он проходит жизненный цикл, копирует себя и эволюционирует. Невидимое глазу нечто существует в огромном количестве, постоянно меняется, переходит от одних хозяев к другим и причиняет страдания разной степени тяжести всему человечеству.

Как устроены вирусы?

РНК-содержащие вирусы можно разделить на собственно РНК-вирусы и ретровирусы. Первые — это вирусы гриппа, бешенства, гепатита С, а также коронавирусы и вирус Эбола. Они содержат РНК и используют для размножения РНК-зависимую РНК-полимеразу, с ее помощью на исходной молекуле РНК сразу синтезируется новая. А к ретровирусам относится, например, ВИЧ. Он содержит РНК, но в ходе жизненного цикла она превращается в ДНК и встраивается в геном клетки-хозяина. После чего новая РНК синтезируется уже на основе молекулы ДНК — то есть так же, как у нас.


Жизненный цикл вируса, на примере вируса иммунодефицита

Как с ними бороться?

Еще одна стратегия — активная и пассивная иммунопрофилактика. Активная — это простая и всем знакомая вакцинация. Человеку вводят неактивную форму вируса или его кусочек, в организме срабатывает иммунный ответ и синтезируются антитела, которые защитят человека в будущем, если он когда-нибудь встретится с настоящим живым вирусом. Но вакцину не всегда можно создать, да и уже существующие порой не работают на все сто. Так, вакцина от гриппа защищает только от нескольких — самых распространенных в текущем сезоне — штаммов (видов) вируса. Пассивная иммунопрофилактика — это введение готовых антител тем, кто уже встретился с вирусом или с большой вероятностью сделает это. Такие лекарства существуют для респираторно-синцитиального вируса (рекомендованы недоношенным младенцам) и ветряной оспы (для людей с подавленным иммунитетом).

И, наконец, последняя стратегия на случай, если ничто не помогло и человек заболел, — антивирусные препараты. Их развитие подстегивали научный прогресс и насущные проблемы. Чтобы придумать противовирусный препарат, нужно сначала изучить вирус и его жизненный цикл и выбрать возможные мишени для атаки. Причем такие, чтобы они как можно сильнее отличались от человеческих аналогов. Иначе лекарство будет бороться и с вирусами, и с невинными человеческими клетками, вызывая сильные побочные эффекты.

В 80-е произошло другое громкое открытие — вирус иммунодефицита человека. Это породило шквал научных работ, посвященных разработке новых противовирусных лекарств. К тому времени связанный с ним СПИД уже распространился по миру, а в США началась эпидемия.

Какие бывают антивирусные препараты?

Их можно разделить на 13 групп, причем к шести относятся различные лекарства против ВИЧ. Это ингибиторы входа вируса в клетку, вирусных ферментов интегразы и протеазы, а также три вида ингибиторов вирусного фермента обратной транскриптазы, или ревертазы. Все они действуют на разные этапы жизненного цикла вируса:

1. Проникновение в клетку

Это первое, что должен сделать вирус, попав в организм. То, какую клетку он поразит, определяется рецептором на ее поверхности. У ВИЧ это рецептор CD4, который есть у Т-хелперов, макрофагов, а также некоторых других видов клеток. Кроме него в связывании вируса и его проникновении участвуют: рецепторы CXCR4 и CCR5 со стороны клетки и поверхностные гликопротеины gp120 и gp41 — со стороны вируса.

Сейчас FDA (американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) одобряет четыре лекарства, работающие на этой стадии. Каждый связывается с каким-то из участников процесса и мешает его работе. Например, к этой группе принадлежит самый новый препарат против ВИЧ — фостемсавир, его одобрили в США в июле 2020 года. В организме он превращается в активную форму темсавир, соединяется с вирусным гликопротеином gp120 и мешает ему связаться с клеточным рецептором CD4. Другой препарат — ибализумаб — связывается с самим CD4, причем так, что рецептор не может участвовать в проникновении вируса, но выполняет свою нормальную иммунную функцию — связывает и узнает антигены на поверхности антигенпрезентирующих клеток.

Подобные препараты также используются для лечения респираторно-синцитиального вируса, вирусов ветряной оспы и простого герпеса. Они тоже действуют на вирусные гликопротеины и их связывание с клеточными рецепторами. К этой же группе можно отнести препараты для пассивной иммунопрофилактики антителами.

2. Подготовка к размножению, часть 1

Когда вирус попал в клетку, он должен в ней размножиться, то есть создать копии себя, используя ресурсы самой клетки. Так как ВИЧ — ретровирус, его генетический материал — РНК, которая должна достроиться до двухцепочечной ДНК и встроиться в ДНК клетки. Процесс достраивания называется обратной транскрипцией, и для него необходим вирусный фермент обратная транскриптаза, ее еще называют ревертазой. Это самая популярная мишень препаратов против ВИЧ, которые делятся на две группы: нуклеозидные и ненуклеозидные.


Механизм дейсвтия ингибиторов обратной транскриптазы

3. Подготовка к размножению, часть 2

Чтобы наконец размножиться, ВИЧ, уже в виде молекулы ДНК, необходимо встроиться в геном клетки-хозяина. В этом участвует другой вирусный фермент — интеграза. Ее ингибируют несколько одобренных лекарств, причем они часто используются вместе с другим препаратом — кобицистатом. Он никак не действует на вирус, но ингибирует некоторые ферменты печени и увеличивает биодоступность самих антивирусных препаратов.

4. Созревание

Другие препараты

Есть три группы антивирусных препаратов, которые мы еще не упоминали. Во-первых, это ингибиторы белков NS5A и NS5B вируса гепатита С, которые играют важную роль в репликации РНК вируса. Во-вторых, лекарства против вируса гриппа: три ингибитора вирусного белка нейраминидазы и один ингибитор РНК-полимеразы вируса. И, наконец, сборная солянка препаратов, которые не действуют прицельно на вирусные компоненты. Это интерфероны, а также иммуностимуляторы и ингибиторы митоза клеток.

Первые заслуживают особого внимания из-за обилия отечественных лекарств против гриппа и простуды на их основе. FDA одобряет инъекции (!) интерферонов только для лечения гепатита B и С, причем на практике они используются очень осторожно из-за серьезных побочных эффектов. Отечественные противовирусные препараты с интерферонами, которые выпускаются в форме мазей, спреев и суппозиториев, вряд ли работают. И слава богу. Иммуностимуляторы и ингибиторы митоза клеток выпускаются в виде мазей и используются для лечения генитальных бородавок, то есть папилломавируса человека.

Наука не стоит на месте, и разработка противовирусных препаратов продолжается, подстегиваемая новыми вирусами, эпидемиями, а также развитием резистентности к существующим лекарствам. Но по-прежнему самыми изученными и многочисленными препаратами остаются ингибиторы вирусных обратной транскриптазы или ДНК-полимеразы и протеазы. Для разработки других стратегий борьбы ученым еще предстоит изучить детали работы вирусов — как давно известных, так и совершенно новых.

Да, вирусы остаются источником зловещих идей в популярной культуре. Но существующих препаратов и методов уже достаточно, чтобы мы могли избежать заражения, быстро вылечиться или свести негативные последствия болезни к нулю.

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ.

Что такое вирус?

Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм.

Как устроен вирус?

В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.
Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.

Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.

Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных. Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!

Вирусы

Как вирус попадает в организм?

  • через физические повреждения (например, порезы на коже)
  • путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
  • направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)
  • к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
  • к нервной ткани (вирус простого герпеса)
  • к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)

Биология. Рабочая тетрадь. 9 класс

Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.

Выход вируса

Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.

Скорость распространения вирусной инфекции

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.

Вирусная латентность

Как вирус распространяется?

  • воздушно-капельный (кашель, чихание)
  • с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
  • с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
  • через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)

Почему с вирусами так тяжело бороться?

Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.

Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.

Коронавирус

Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует.

симптомы и признаки.jpg

К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами.

Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.

Таблица

Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.

Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:

  • Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
  • Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
  • Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
  • Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
  • Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
  • Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.

профилактика.jpg


5 дней, которые потрясут офис. Заболеваемость респираторными инфекциями в России в первую неделю ноября остается низкой, но Роспотребнадзор уже выявил первые случаи заражения гриппом. Прививки же себе пока поставили около трети граждан страны. Насколько быстро распространяется вирус в обычном помещении с того момента, как в двери входит первый зараженный коллега, выяснял обозреватель “Вестей FM” Сергей Артемов .

Если бы вирусы гриппа были видны глазом – многие проблемы для людей, наверное, бы исчезли. А так, чтобы защитить себя, нужно среди прочего постоянно держать в голове набор цифр. Все они рассчитаны и проверены научно. Для начала – 5: на столько метров в общественном транспорте разлетается инфекция только от одного чиха больного. 8 метров – радиус поражения совершенно нежелательного спрея в закрытом помещении. 6 – столько минут живет вирус, попавший на кожу рук. Если в этот период потереть нос, губы или глаза – он точно попадет в организм. 150 – примерно столько раз дотрагивается до лица руками человек в течение дня. Женщины, которые поправляют прическу или макияж, – и того чаще. 4 – столько раз в среднем человек моет руки за день. И чем больше разница между количеством касаний и умываний – тем выше потенциальная вероятность занедужить.

ДИДЕНКО : Средний инкубационный период гриппа, если человек, который зашел, страдал именно этим заболеванием, – составляет где-то от 2 до 4 дней. Хотя бывают случаи, когда инкубационный период сокращается буквально до нескольких часов, а бывает, что и затягивается до недели.

В общем, в этот период инкубации – от суток до семи – вписываются все респираторные вирусы. И когда вошедший больной чихнет или закашляется, в первые часы ничего вокруг, кроме явного неудовольствия коллег, наблюдаться не будет. Первые недомогания придут на смену этому неудовольствию уже на следующий день, продолжает Владимир Диденко.

ДИДЕНКО : Можно ожидать, что уже через 1 – 2 дня заболеет первый сотрудник. Как правило, у нас принято героически болеть на работе, и поэтому он еще сам успеет заразить нескольких сотрудников.

И вот это уже – цепная реакция всеобщего заражения в общем рабочем пространстве. Конечно, описание касается идеально неудачного варианта, в котором нет привитых или закаленных спортивных людей. И тогда, очевидно, превращения коллектива в лазарет долго ждать не придется, замечает врач.

ДИДЕНКО : Существует все-таки естественный иммунитет. Может, кто-то из сотрудников был привит против гриппа, тогда они не заболеют. Я, честно говоря, ни разу не сталкивался с ситуацией, чтобы заболел офис в 20 человек. А вот с ситуациями, когда с момента заболевания первого через 2 – 3 дня в офисе из 6 человек не выходил на работу ни один – вот с такими ситуациями я лично в жизни сталкивался.

Самая надежная защита от попадания в этот булькающий, хрипящий, сопящий и сморкающийся круг, который часто на долгие недели становится замкнутым, – прививка. А помещение надо проветривать и чаще мыть руки. Что касается масок – то здоровых от больных они не уберегут: уж слишком мелок вирус. Куда лучше, если маску наденет больной. Но это, говорит Владимир Диденко, – в теории. Поскольку еще лучше – если этот больной вообще временно посидит дома.

ДИДЕНКО : Ну, во-первых, если кто-то еще не привился от гриппа, до конца ноября это сделать не поздно. Ну а уж если кто-то, когда начнется подъем заболеваемости, заболеет гриппом – вот тут есть один очень важный момент: у нас с советских времен было принято “умирать” на работе, как бы плохо себя ни чувствовал. Так вот, как раз героизм человека, заболевшего гриппом, будет состоять в том, чтоб, как только он почувствовал первые симптомы, – срочно уйти домой и не заражать окружающих. Потому что больной гриппом на работе – уже и сам не очень эффективный работник, ну а ко всему прочему он еще и заразит многих своих коллег.

Уйти домой – значит лишиться доли заработка, так свое поведение объясняют многие. Но вирусные страдания на работе – это прежде всего запускание заболевания до тяжелых последствий. Грипп может пройти сам за неделю: быть может, правда в этом народном поверье есть. А вот острый гайморит, им вызванный, гарантированно обеспечит ту же неделю пребывания в больнице. С очень неприятными процедурами, которые любого заставят сокрушаться о неуместной недавней экономии.

Популярное

СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: "К сожалению, с украинской стороны все эти годы велась работа по превращению собственных военнослужащих в откровенных зверей, которые никого не жалеют, для которых жизнь гражданских людей – это просто пустота. У меня после этой поездки не останется никаких сомнений в том, что они не просто прикрываются мирными жителями – они этих мирных жителей за людей не считают".

ИВАН СТАРОДУБЦЕВ: "Рассматривать то, что сейчас между Россией и Украиной происходит, в отрыве от неких соглашений между Россией и Западом по поводу архитектуры европейской безопасности, политики НАТО и прочего, совершенно немыслимо".

ВЛАДИМИР СОЛОВЬЁВ: "Любые переговоры с нацистами, пока твой сапог не стоит на их горле, воспринимаются как слабость. И не надо жать руки этой гадине! И не надо с ними обмениваться формулировками разными – "Как дела?", вести small talk. Вообще с ними не надо ни встречаться, ни разговаривать. Это – моя личная точка зрения".

Не утихают споры о скорости распространения коронавируса в разных странах. Одни строят графики по странам, совмещают их путем горизонтального сдвига (по времени) и на основе этого делают прогноз, другие пытаются, зачем-то, делить на численность населения страны и опровергают их. Третьи пытаются учесть влияние русской водки и опровергают первый двух и так далее. Давайте разберемся от чего зависит скорость распространения корона вируса.

Общее уравнение распространения любой заразной болезни уже приводилось . Но его невозможно решить, даже численными методами из-за неизвестности коэффициентов и их изменения во времени.

Тем не менее на отдельных отрезках достаточно хорошо понятно что и как происходит.

Еще одним важным параметром является метод тестирования. Имеется в виду не сам процесс, а подход к тестированию. Тотальное тестирование, при чем регулярное, условно говоря всех и каждый день, выборочное на основных потоках, только явно заболевших и так далее. Здесь уместно привести пример развития эпидемии в Китае, когда за одни сутки количество инфицированных подскочило на 30% . Но как оказалось это не новые больные, а изменение подхода (метода).

Но даже количество умерших не может служить точным индикатором. Показателен, в этом смысле, первый случай смерти в России — у пациента был такой букет болезней, что было вообще непонятно как он был жив до сих пор. Но умер, конечно же, он от коронавируса!))

И вот когда собраны все очевидные и дано известные факты вместе, можно оценить те или иные манипуляция со статистикой по вирусу.

Сравнивание с другими странами

Сравнивать конечно можно, но зачем?

С одной стороны и так понятно, что это экспоненты, с другой понятно, что точное количество инфицированных неизвестно, так как просто не делали тестирование вообще, или делали, но только очень выборочно.

Удельное количество инфицированных

То есть количество инфицированных на 1000 жителей или на 1 млн. Вот здесь я вообще теряюсь. Что должен показывать данный показатель, о чем свидетельствовать?

По завершению эпидемии на основе такого показателя можно пытаться оценить то ли эффективность карантинных мер, то ли эффективность тестирования. А в динамике, в активной фазе развития эпидемии о чем может говорить данный показатель?

Нулевой пациент

Нулевой пациент — это пациент, который стал источником заражения на той или иной территории. С прикладной точки зрения поиске глобального нулевого пациента интересен тем, что может дать ответ на то, в результате каких обстоятельств произошло инфицирование.

Нулевой день

Но, для прогнозирования распространения коронавируса, это не дает ничего, так как заболевание может протекать вообще бессимптомно, или до проявлении симптомов может пройти до 2 недель. Но, если на момент обнаружения прошло до двух недель, то за это время можно заразить не только всю страну, но и весь земной шар.

Грубая оценка: если заразившийся человек может заразить 10 других людей в день, то через 10 дней будет заражено 10 млрд, что больше населения планеты.

Конечно, надо учитывать, что по мере роста количество зараженных экспонента все больше превращается в линейную функцию, которой она становится при 50% уровне зараженных, а после этого уровня скорость начинает экспоненциально убывать, а не возрастать, как на начальных этапах.

Также логично предположить, что в течении какого то времени заразившийся не представляет опасности для окружающих, так как концентрация вируса в его организме мала, а значит и мала в его выделениях.

Антинаучные статьи

Это статьи с обилием различных научных терминов, с попыткой применения тех или иных сложных методов анализа, имеющихся данных.

Но все такие статьи или вообще не содержат никаких выводов, типа — посмотрите что получится если…

Если поделить, отнять и умножить на ноль, то…

Такие статьи сразу смело можно отправлять в корзину. Единственные следствие таких статей — потерянное время читателей.

Так что же делать?

А ничего! Не может быть прогноза развития эпидемии, как не может быть точного прогноза погоды. Прогнозы делаются на 5-10 дней, да и то, только с какой то вероятностью. И чем глубже прогноз, тем менее точен. Глубокие прогнозы основаны только на многолетних усреднениях, чего в случае с эпидемией сделать нельзя по причине отсутствие данных по многолетним наблюдениям…. по крайней мере пока!))

Что происходит в Китае

А вот что происходит в Китае совершенно непонятно.

То, что в карантине удалось задавить эпидемию — понятно. Непонятно почему развитие эпидемии не возобновилось после снятия карантина. Ведь даже если предположить, что Китаю удалось ликвидировать вирус на своей территории полностью, его должны завезти обратно из стран, в которых сейчас бушует эпидемия.

С начала пандемии Всемирная организация здравоохранения подчеркивала, что COVID-19 распространяется в основном через очень тесный личный контакт. Согласно этой логике больной человек выдыхает через рот и нос содержащие вирус тяжелые капли, которые оседают на землю прежде, чем успевают пролететь больше двух метров.

Раньше организация придерживалась мнения, что существует низкая вероятность так называемой воздушно-пылевой передачи вируса за пределами больниц, где при проведении некоторых процедур выделяются супермелкие частицы, которые остаются в воздухе дольше, чем крупные капли, выделяемые при дыхании.


Носить маску в ограниченных замкнутых пространствах — все еще хорошая идея!

Начнем с первого вопроса.

Крупные капли и мелкие капли: в чем разница?

Это достаточно простой, пусть и отчасти устаревший, взгляд на механизм распространения респираторных заболеваний. Процесс начинается с того, что, когда вы выдыхаете, чихаете или кашляете, в воздух выделяются облако газа и капли жидкости.

Если капли относительно крупные, они тяжелые и, как дождь, падают на землю, прежде чем начать испаряться. Другие капли мельче и становятся еще меньше из-за испарения. Эти более мелкие капли могут оставаться в подвешенном состоянии дольше, иногда до нескольких часов, перемещаясь с потоками воздуха.

Важно: если капля достаточно маленькая, жидкость из нее испарится раньше, чем она успеет достигнуть земли, так что, если в этой капле содержатся, например, микробы, они становятся достаточно легкими, чтобы перемещаться в потоках воздуха, как пыль (отсюда и название).


Таблица, составленная Уэллсом в 1934 году, которая показывает, как различаются по размерам капли и аэрозоли. American Journal of Epidemiology

Почему это важно для нас? Один из первых вопросов, на который стремились ответить эпидемиологи при изучении COVID-19, был вопрос, распространяется ли вирус в виде пыли, которая перемещается по воздуху, или крупных капель, которые оседают?

Если мы имеем дело с мелкой пылью, нужно бить тревогу. Значит, типологически это болезнь, передаваемая воздушно-пылевым, а не капельным путем. То есть она относится к тому же типу, что и корь, ветряная оспа, туберкулез, а стало быть, является высокозаразной. Один человек, заболевший корью, может инфицировать в среднем 12—18 других.

Крупные капли — тоже повод для тревоги. Но меньшей. В основном крупными каплями передаются такие заболевания, как грипп, коклюш, обычные ОРВИ и коронавирусы. При таких заболеваниях люди заражаются только при тесном контакте с заболевшим, потому что большие капли быстро падают на землю (на расстоянии около двух метров). Такие капли могут оседать на поверхностях, так что в свою очередь могут стать источником заражения. К счастью, в случае с COVID-19 все постепенно приходят к общему мнению, что вероятность заболеть от прикосновения к загрязненной поверхности крайне мала.


Фото, снятое в лаборатории Лидии Буруйба, показывает все капли, которые выпускаются в воздух при чихании. JAMA

Воздушная опасность

Выходит, что разделение на капельную и воздушно-пылевую передачу, предложенное Уэллсом, хоть и используется до сих пор, устарело.

Это значит, что найденный вирус или не был способен заразить, или присутствовал в слишком маленьких количествах, чтобы вызвать заболевание. И действительно, результаты лабораторных исследований нельзя с высокой точностью обобщить для условий реального мира, в котором вирус распространяется и заражает людей. А одно то, что вирус далеко перемещается в каплях, еще не значит, что он может заражать людей на больших расстояниях.

Один из первых вопросов при изучении COVID-19, был вопрос, распространяется ли вирус в виде пыли, которая перемещается по воздуху, или крупных капель, которые оседают?

Вне тела вирус может быстро разрушаться. Концентрация тоже имеет значение. Воздействия небольшого количества частиц вируса может быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание. И тут стоит обратиться ко второму нашему вопросу. Отслеживание контактов показывает, что воздушно-пылевая передача коронавируса может происходить в ограниченных замкнутых пространствах. Как именно?

Так, по их данным, передача COVID-19 чаще всего происходит из-за вдыхания капель на расстоянии в пределах двух метров от зараженного человека, но существуют случаи и условия, в которых SARS-CoV-2 может проявлять себя отчасти как воздушно-пылевой, а не капельный вирус.


Опасная близость

Так, терапевт и эксперт-вирусолог из Сент-Эндрюсского университета Мюге Чевик (Muge Cevik) отмечает, что в домашних условиях зараженный человек может быть изолирован в комнате и не передавать вирус другим жильцам. В ее систематическом обзоре для журнала Lancet, в котором анализировались исследования как SARS-CoV-2, так и других подобных ему вирусов, отмечается, что опасность заражения значительно снижается, если люди держатся всего в одном метре друг от друга. Из этого можно предположить, что высокий риск заразиться COVID- 19 присутствует в первую очередь через крупные капли, которые быстро оседают на землю.

Но в то же время учеными были зафиксированы случаи, когда много людей собиралось в замкнутом пространстве (например, в церкви), пело или кричало, в результате чего инфицированными оказались сразу все участники мероприятия, в том числе находившиеся достаточно далеко от носителя. Все это больше похоже на передачу воздушно-пылевым путем.

Печально известная репетиция хора в штате Вашингтон — обернувшаяся крупной вспышкой — пример, в котором заражение, возможно, произошло именно так. Опасной эту встречу сделало совпадение многих факторов риска: пение (в процессе которого зараженный человек выпускает в воздух жизнеспособные частицы вируса), время, проведенное участниками вместе (репетиция длилась два с половиной часа), и взаимодействие между членами хора в замкнутом пространстве (они не только все вместе репетировали, но и делились на группки поменьше, чтобы выпить чаю с печеньем).

Другое исследование, проведенное в Китае, изучило вспышку заражения после обряда в буддийском храме. Как выяснилось, почти всеми инфицированными оказались пассажиры одного из автобусов, привезших людей на церемонию. В нем ехал только один больной человек, но заразились 24 из 67 пассажиров, что также можно расценивать как свидетельство воздушно-пылевой передачи вируса.


Почему молчат врачи?

Существует целый комплекс предельно конкретных инструкций для обращения с высокозаразными воздушно-пылевыми инфекциями в больничных условиях. Например, пациента с опасной воздушно-пылевой инфекцией чаще всего необходимо поместить в палату, давление воздуха в которой ниже, чем во всех других помещениях в здании. Так вирус, содержащийся в воздухе палаты, не сможет покинуть ее пределов (ведь воздух движется из области с более высоким давлением в область с более низким).

При капельной передаче медицинские работники могут проявлять чуть меньше мер предосторожности. Например, носить обычные медицинские маски в процессе стандартных процедур и сохранять респираторы с высокой степенью фильтрации (количество которых бывает ограничено) для самых опасных процедур и случаев.

Среди факторов риска: пение, время, проведенное участниками вместе и взаимодействие между членами хора в замкнутом пространстве.

При таком рассмотрении становится понятно, почему ВОЗ испытывает сомнения по поводу маркировки COVID-19 как воздушно-пылевой инфекцией. Она не распространяется по воздуху так, как корь. Она не настолько заразна. Отслеживание контактов постоянно показывает, что COVID-19 с наибольшей вероятностью передается между людьми в тесном физическом контакте. Воздушно-пылевой обозначает явление, требующее очень много ресурсов, и звучит очень пугающее для больниц и людей, работающих в них. И COVID-19 не подходит под это определение.

Как использовать всю эту информацию?

В целом информация о том, что COVID-19 может передаваться по воздуху, на самом деле, никак не должна влиять на то, как мы защищаемся от него сами и защищаем окружающих. Двухметровая дистанция между людьми — по-прежнему хороший способ предотвратить передачу вируса через крупные капли. Ношение масок может, кроме того, предотвратить выделение и крупных, и мелких капель. А стало быть, обезопасить не только носителя маски, но и людей, окружающих его.

Время тоже имеет значение: чем больше времени мы проводим в закрытых плохо вентилируемых помещениях с другими людьми, тем выше риск получить инфицирующую дозу вируса.


Кроме того, в помещении многое зависит от его вентиляции. В замкнутом пространстве, воздух в котором постоянно обновляется притоком кислорода извне, риск заражения ниже, чем в комнате с застоявшимся воздухом. Американское общество инженеров систем отопления, охлаждения и кондиционирования уже опубликовало подробные руководства по тому, как добиться улучшения вентиляции в зданиях во время пандемии.

Мы же должны задумываться о том, чем занимаемся вместе с другими людьми. При крике, пении и других похожих действиях выделяется больше капель (всех размеров), чем если сидеть молча.

Одна из наших собеседниц, доктор Моравская, надеется: привлечение внимания к воздушно-пылевой передаче COVID-19 приведет к тому, что общество будет проявлять больше интереса к инженерным решениям для закрытых помещений, которые помогут задержать распространение пандемии.

Читайте также: