Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная О НАС / ABOUT US Статьи Высокая влажность воздуха может разорвать порочный круг воспроизводства вируса / Как сократить карантин и избежать его осенью?/Каждый начинает с себя"

Высокая влажность воздуха может разорвать порочный круг воспроизводства вируса / Как сократить карантин и избежать его осенью?/Каждый начинает с себя"

Высокая влажность воздуха может разорвать порочный круг воспроизводства вируса / Как сократить карантин и избежать его осенью?/Каждый начинает с себя"

В условиях, когда весь мир оказался буквально «под пятой» невидимого и невесомого вируса стоит задуматься еще раз о том, в чем же источник его нынешнего успеха. Ниже мы вновь рассмотрим общую стратегию вирусов гриппа – в ней есть до сих пор непроясненные «темные» звенья, которые можно замкнуть уже на основе имеющихся знаний, хотя новые исследования должны быть проведены. Но похоже мы просто оказались слишком беспечны – несмотря на то, что ежегодно гриппом заболевают порядка 5 миллионов человек, мы – как общество, просто отмахивались от этого. И поэтому получили в наказание тот же грипп, но с более тяжелыми последствиями и более «прилипчивый». О схеме заболевания, развивающегося под воздействием COVID-19 и делающего его смертельно опасным мы уже говорили в предыдущей статье. А сейчас поговорим о самом главном вопросе – о распространении вируса как замкнутом порочном круге, который необходимо разорвать для спасения мира от одичания.

  1. Механизм распространения вируса

Вот фраза из свежего исследования «Эксперты в области здравоохранения подозревают, что глобальная пандемия неизбежна, главным образом потому, что передача SARS-CoV-2 от человека человеку очень эффективна». Прежде всего давайте попробуем разобраться в причинах этой эффективности.

Как работает перенос вируса от человека к человеку?

Для этого должен быть хотя бы один человек, в организме которого вирус сумел начать воспроизводство самого себя. Если человек заболевает, то он распространяет вирус, чихая и кашляя, поэтому естественной мерой остановки распространения вируса становится изоляция его от окружающих. Самое главное из того, что умеет вирус –  это размножаться, проникая в клетку. Для проникновения оболочечного вируса он должен сначала прилипнуть к поверхности клетки. Клетка делает при этом «маневр» чтобы его съесть – буквально открывает рот, а вирус только и ждет этого «зевка» (см на картинке вверху – вирус «проваливается» в открытую клеткой полость, затем полость замыкается, а искривление повышает кислотный потенциал липидного слоя, что служит спусковым крючком для выброса спиральки-РНК из вириона; вылетая как стрела из лука, где луком служит каркасный белок М1 и ввинчивается в тело клетки (общая схема — на рисунке в начале статьи, более подробное объяснение механизма — здесь). Подробности процесса интересны, но мало изучены -  особенно то, как вирион «общается» с микротрубочками клетки для того, чтобы дать сигнал к запуску собственного воспроизводства. Вещество колхицин (Colchicum-Dispert) оказывает очень сильное влияние на работу микротурубочек и позволяет остановить митоз — размножение клеток. Это свойство было использовано Роджером Пенроузом и Хаммерхофом в исследованиях квантового механизма, лежащего в основе используемого клеткой «языка общения» (предположительно используется коллапс макроскопического перепутанного состояния в микротрубочках клеточных органелл). Именно свойство тормозить митоз дало основание предполагать, что использование колхицина способно дать большой медицинский эффект, так это во-первых снизит саму возможность размножения вируса и во-вторых остановит разрастание воспаления после того, как организм начнет восстанавливать погибшие клетки.

2. Среда распространения вируса — воздух? Скорее воздух+микрокапельки воды!

Но мы сосредоточимся сейчас на том, что происходит после успешного проникновения, когда вирусу уже удалось наладить индустрию копирования самого себя в пораженных клетках. Наработанный при этом «вирусный продукт» выходит в межклеточную среду. Это означает, что он сможет попасть во все физиологические жидкости – слюну, слезы, пот и мочу. А эти жидкости имеют свойство распространяться наружу в любом случае – даже когда человек не чихает и не разговаривает. Наиболее известной стала история, пришедшая их Китая, про человека, проехавшего на автобусе 5 остановок. Судя по записи видео, человек ни с кем не вступал в контакт и не общался, однако впоследствии были выявлены люди, получившие заражение, так как ехали этим же рейсом.

Известные модельные исследования, проведенные на совсем уж неразговорчивых пациентах — морских свинках, еще в 1976 году[1] и затем и другой группой, через 30 лет — в 2006-ом показали[2], что стабильность самого вируса является ключевым фактором при его распространении аэрозольным путем; попутно выяснилось, что высокая температура (30 ° C) полностью блокирует путь передачи через аэрозоль, чем можно объяснить отсутствие гриппа летом. Значительную роль в передаче гриппа играет и зимнее снижение температуры, а с ней и влажности воздуха[3] однако чем именно определяется рост устойчивости вируса при температурах около 5 градусов С, до сих пор остается необъясненным.  Оказалось, что и сильно увлажненном воздухе эпидемия не может нарастить обороты, тогда как в сухих условиях распространяется как лесной пожар. Сравнивая климатические записи за 30 лет с записями системы здравоохранения Jeffrey Shaman Джеффри Шаман из Колумбийского университета и его коллеги обнаружили, что эпидемии гриппа почти всегда следуют за падением влажности воздуха.

Водяной пар в воздухе кажется токсичным для самого вируса, но каков механизм этой токсичности? Наиболее правдоподобным, (по сравнению с альтернативами, основанными на неконтролируемом изменении уровня кислотности, Ph-среды)  представляется объяснение, связанное с появлением антисептика – перекиси водорода, на каплях определенных размеров. Химики из США и Южной Кореи под руководством Ричарда Заре (Richard Zare) из Стэнфордского университета обнаружили ее присутствие, распыля микрокапельки  размером от 1 до 20 микрон мкм на индикаторную полоску, чей цвет меняется в присутствии перекиси. Оказалось, что даже чистая вода в случае распыления на малые капли окрашивает полоску. Авторы подтвердили происходящий в каплях синтез альтернативными методами, в том числе расщеплением (4-карбоксифенил)борной кислоты на борную кислоту и гидроксибензойную кислоту, а также превращением фенилборной кислоты в фенолы. Они испробовали несколько гипотез, объясняющих появление перекиси: трибоэлектрический эффект, асимметричное разделение зарядов, контактная электризация и окисление воды вследствие поверхностного электрического потенциала на границе с воздухом. Последний вариант, в рамках которого перекись образуется из двух гидроксилов, авторы считают наиболее вероятным и предлагают целый ряд прикладных применений – в том числе экологически чистый процесс получения перекиси водорода (публикация здесь https://www.pnas.org/content/116/39/19294.short). Надо понимать, что не обязательно должно быть индустриальное производство — ведь каждый из нас сможет с помощью разбрызгивателя приготовить «коктейль» капелек, в которых почти наверняка окажутся и капельки нужного размера.

Эта благая веть должна поистине стать достоянием всех,  ведь самое сильное применение открытого химиками эффекта давным-давно нашла сама природа. Объяснение связи гриппа с сухостью воздуха за счет испарения микрокапелек, позволит нам сделать очень далеко идущие выводы.  Скорее всего на поверхности капель побольше природный антисептик не образуется, вследствие недостаточности поверхностной энергии, в которую основной вклад вносит высокая кривизна поверхности микрокапель.  Это объяснение можно подкрепить тем, что именно на испарении микрокапель основан принцип работы ультразвуковых увлажнителей – они создают капельки размером порядка 1-5 мкм, которые мгновенно испаряются, превращаюсь в пар.

А выводы из этого следующие.  Известно, что вирусы с респираторно-капельным путем распространения инфекции  использует в своей бурной деятельности воздушно-десантный метод – перемещается с капельками воды. И поэтому величайшим счастьем для нас является то, что микрокапли от 1до 40 мкм снабжены природным антисептиком  - только потому вирус через них  «десантироваться» не может. В противном случае ситуация была бы просто катастрофической, так как подобные капли, являются броуновскими частицами, т.е. не падают под действием силы тяжести и могут висеть в воздухе неограниченно долго, удаляясь от начального положения пропорционально корню из времени, а по сути — блуждая неподалеку.  Если бы к ним мог прицепляться вирус, то это был бы идеальный рассадник ; достаточно одному зараженному пройти – и «трек» его перемещения оставался бы заразным неограниченно долго.  Однако природный антисептик в виде перекиси убивает вирус пытающийся их использовать. Проблем с вирусами нет ровно до тех пор, пока есть микрокапли работают антисептиком, а начинаются они именно тогда когда микронные капельки испаряются из-за низкой влажности. Вот тут и начитаются главные неприятности, причем отнюдь не микроскопические, которые в случае с вирусом COVID-19 вполне себе напоминают апкалипсис.

3. Начало пути инфекции — начало борьбы

Понимая, откуда выделяется вирус и кто его противник, мы должны понять самое главное – как пресечь пути его распространения.

Прежде всего, это воздушно-десантный путь с каплями влаги порядка 40 мкм, а может быть и чуть меньше; вопрос специальными исследованиями не прояснен. Кажется, что мы могди бы исключить броуновские частицы, так  если бы при гриппе мы имели дело с ними, то и в этом случае они могли бы висеть в воздухе до тех пор, пока все проходящие вслед за единственным зараженным заразились бы – мы бы тогда уже вымерли в ходе предыдущих эпидемий. Но оказывается, исключить броуновские частицы исключить нельзя. Дело в том, что броуновская частица перемещается случайно и далеко не уходит, только если температура всюду одинакова, так как в этом случае удары молекул с разных сторон равновероятны. Но выходящий при дыхании поток воздуха, как правило, имеет температуру тела 35 С, тогда как вокруг – температура комнатная 23 С или же уличная. Еще в 19 веке Джеймс Клерк Максвелл создал молекулярно-кинетическую теорию, простейшее предсказание которой таково — когда температура с одной стороны частицы больше, это означает, что удары молекул с этой стороны становятся вероятнее и в результате частица в среднем дрейфует в противоположном направлении – т.е. движется в сторону понижения температуры. Этот вид транспорта приводит, например, к почернению поверхности керосиновой лампы: градиент температуры «отталкивает» частицы сажи от пламени, что ведет к их осаждению на ламповом стекле. Поэтому пока мы «горячее» всего окружающего нас, даже броуновские частицы будут уходить с нашего пути в холодные области. С точки зрения эффективности карантинных мер это хорошо. Но главный вопрос в другом, что же все таки делать, как остановить пандемию?

Для ответа на него несомненно нужны и прямо сейчас, достаточно тонкие эксперименты, которые бы прояснили во всех деталях капельный состав воздуха и механизм транспорта.

Имея же на руках ту приблизительную картину, которая нарисована выше, мы можем попытаться попристальнее приглядеться не к конечной точке десанта – где все уже многократно разъяснено – здесь ничего нельзя трогать, стараться не касаться лица и глаз и т.д., но заглянем в самое начало транспортного процесса – когда вирус только отправляется в путь.

Здесь возможные пути таковы:

  1. Транспорт с капельками слюны при разговоре и носовой слизью и той же слюной — при чихании; это макроскопические частицы, которые летят почти по прямой;
  2. Дыхание и отдышка при дыхании может нести в себе мокроту в виде  микронных микрочастиц слизи, что даже опаснее чихания, так как это уже броуновские частицы, причем весьма возможно, не несущие или далеко не всегда несущие на себе антисептик в виде перекиси водорода – определенно, что ее тем меньше, чем меньше воды в составе слизи. Дыхание создает поток воздуха, в котором частицы мокроты во-первых могут перемещаться направленно, а во-вторых могут двигаться и самостоятельно в сторону более холодных поверхностей по принципу нагара керосиновой лампы. Этот вариант значительно более непредсказуем, а потому представляет большую опасность.

Но самое главное в той начальной точке о которой мы говорим, даже не тот или иной конкретный механизм, а то, что источником заражения при нынешней пандемии потенциально может быть почти каждый, поскольку число случаев бессимптомного носительства вируса абсолютно непонятно. Поэтому нужны такие меры, которые могли бы взять на вооружение все без исключения.

На основе вышесказанного для этого можно предложить разорвать указанные пути распространения. Для этого:

По первому пути: полностью исключить слюну как переносчик вируса, для чего всем без исключения, т.е. не только подтвержденным или потенциально соприкоснувшимся носителям, но и абсолютно здоровым на сегодня, которые, возможно и не почувствуют никогда признаков недомогания, начать проводить обеззараживание полости рта антисептиками; главное это условие, что как только человек выходит из дома в социальное пространство – этот процесс должен становится непрерывным! Для этого необходимо, чтобы нам было из чего выбирать – такое, что можно было бы почти НЕПРЕРЫВНО жевать, полоскать или брызгать в рот что-нибудь  антсептическое. Можно искать, например, спиртовые пастилки, разбрызгивать йодный раствор. Есть, наконец, такое вещество как формальдегид, он же –муравьиная кислота и он же – пищевая добавка Е240, применяемая повсеместно в практике промышленного консервирования. В виде жевачки это был бы великолепный вариант обеззараживания слюны, но для этого такую жевачку надо создать, а во вторых – раздать всем без исключения.

Второй путь. Для того, чтобы предотвратить второй путь распространения – с дыханием, скорее всего, потребуется взять на вооружение природный принцип создания антисептика в виде микрокапелек воды, которые можно вдыхать и выдыхать вместе с воздухом. Однако где взять эти капельки, когда воздух сух, а люди находятся в социальном пространстве?  Это значит, что во-первых все без исключения крытые социальные пространства необходимо снабдить жестким контролем влажности и ультразвуковыми испарителями. На входах-выходах должен подаваться влажный (70-80%) воздух с температурой 30 градусов! Однако улицы города таким образом не перекрыть. Поэтому для выхода из дома гражданам будут нужны распылители воды, дающие природный антисептик – перекись водорода, или же сама эта перекись в растворе, носимая в таре снабженной «прыскалкой»для создания аэрозоли – как для опрыскивания цветов, которые придется постоянно носить с собой. Нужны будут и карманные варианты ультразвуковых испарителей.

Сегодня карантин, избранный властями подавляющего большинства стран как актуальный метод разрыва порочного круга «заражение-распространение» вируса – настолько тяжелое и дорогостоящее для общества лекарство, что оно едва ли не хуже самой болезни.  Сколько времени продлится применение карантинных мер – пока сказать никто не может, также как и оценить всю тяжесть последствий –  не вызывает сомнения лишь сравнение с Великой депрессией 30-х годов 20-го века.

Поэтому необходимо начать проработку действенного дополнения карантинных мер в виде пресечения названных выше главных путей распространения и начать с влажности воздуха — в общественном пространстве и как средста индивидуальной защиты дыхания.  Поскольку источником может быть каждый из нас, то вопрос применения подобных мер есть не что иное, как вопрос о собственной ответственности перед обществом. Фактически от каждого из нас теперь может зависеть, сможем ли мы многократно сократить время карантина и найти стратегию, которая позволит в дальнейшем – во время сезонов «сухого воздуха» обходится за счет применения средств индивидуальной защиты без распада экономики и его неизбежных следствий — всадников апокалипсиса в виде обнищания и одичания?

Александр Самсонов, Ecolife

[1] Schaffer FL, Soergel ME, Straube DC (1976) Выживание вируса гриппа в воздухе: влияние размножающегося хозяина, относительная влажность и состав распыляемых жидкостей. Arch Virol 51: 263–273.

[2] Cannell JJ, Vieth R, Umhau JC, Holick MF, Grant WB и др.  (2006) Эпидемический грипп и витамин D. Epidemiol Infect 134: 1129–1140. Посмотреть статью

[3] Шаман Дж., Кон М. А. (2009). Абсолютная влажность модулирует выживание, передачу и сезонность гриппа. Proc Natl Acad Sci USA 106: 3243–3248. Посмотреть статью

P.S. Не давать сирусу шанс! В вопросах предохранения от проникновения вируса, пожалуй все же есть мера, на которую стоит обратить внимание всем. Надо предотвратить возможность получения «кислотного» сигнала, который использует вирус на стадии проникновения в клетку. Чтобы не давать такого сигнала вирусу можно использовать ровно все то, что стоматологи рекомендут против кариеса — ведь это болезнь высокой кислотности среды в полости рта, характеризуемой низкой величиной Ph. Классический прием — разбрызгивание соды в полость рта. Однако для того, чтобы не плеваться в общественных местах (это теперь не менее предосудительно, чем курение, которое тоже раздает всем микрочастички дыма), лучше использовать все многообразие жевательных средств. Про антисептик забывать нельзя, но необходимо реализовать эффективность самых простых и доступных мер — начиная с индивидуальных разбрызгивателей воды.

Информацию об антисептиках можно почерпнуть во многих источниках, приведем лишь  обобщенную для внутрибольничных инфекций из работы https://www.pharmindex.ru/practic/7_infek.html, где рассмотрен весь  спектр антимикробной активности веществ, входящий в состав дезинфицирующих средств. Против оболочечных вирусов, которым является и «герой нашего времени», считаются эффективными перекиси, спирты, фенолы и йод, а также альдегиды.

Из спиртов вспомним самый «отечественный» спиртовой антисептик –  водку, которая согласно Менделееву, представляет собой 40% раствор этилового спирта. Эффективность для удаления вирусов доказана для 25-30% раствора:

Коммерчески доступный этанол (А) или 2-пропанол (В) были проверены на их эффективность в инактивации SARS-CoV-2. Концентрация биоцида ищменялась от 0% до 80% при времени воздействия 30 секунд. Вирусные титры представлены в виде значений 50% инфекционной дозы для культуры ткани 50 (TCID 50 / мл). Цитотоксические эффекты отображаются в виде пунктирных полос и рассчитываются аналогично инфекционности вируса. LLOQ: нижний предел количественного определения.  включены над баром. Пунктирная линия: предел обнаружения. Источник:  Эффективная инактивация SARS-CoV-2 рекомендованными ВОЗ составами для рук и спиртами.

 


вирусмикрочастицы воды 1-40 мкм 

01.04.2020, 814 просмотров.


Нравится

SKOLKOVO
29.05.2020 00:49:08

Клеточная культура из костного мозга способна вылечить лёгкие и подавить цитокиновый шторм

Стволовые клетки отрегулируют реакцию иммунной системы, не позволив ей уничтожить легочную ткань

мозг, наука, пандемия, COVID19

27.05.2020 00:50:32

Гидроксихлорохин против Covid-19: ВОЗ против

Гидроксихлорохин против Covid-19: ВОЗ приостановила испытания лекарства Трампа

здравоохранение, пандемия, COVID19, ВОЗ

16.05.2020 20:57:49

Новые старые лекарства от COVID-19/Мефлохин, интерфероные инъекции - что ещё мы забыли вспомнить?

Впервые появившись на публике в ТАСС в качестве руководителя Федерального медико-биологического агентства (ФМБА), Вероника Скворцова рассказала, что лекарство «Мефлохин», используемое для профилактики или лечения малярии, полностью подавляет действие коронавируса SARS CoV2 через 48 часов в очень маленькой дозе.

вирус, COVID19, аллопуринол, Мефлохин

13.05.2020 17:49:08

К чему может привести злоупотребление антисептиками

Спиртосодержащие антисептики, которые рекомендуют использовать во время пандемии коронавируса, могут привести к серьезным проблемам с кожей.

антисептики, Воспаление, использование

30.04.2020 15:14:27

Найдено вещество, позволяющее предотвратить заражение короновирусом

Группа ученых из Ягеллонского университета в Кракове считает, что они нашли инструмент, который значительно замедляет заражение коронавирусом SARS-CoV-2.

изобретение, обнаружили, вирус

29.04.2020 17:30:01

Ударная волна / Короновирус сопровождается закупоркой сосудов и инсультами

Врачи бьют тревогу по поводу пациентов в возрасте от 30 до 40 лет. Некоторые даже не знают, что они заражены.

короновирус, COVID19, инсульт, ученые

RSS
Архив "#ПроЗдоровье"
Подписка на RSS
Реклама: