Зашто мали број људи има несразмерно велику улогу у ширењу вируса

У јануару 2020. године, британски бизнисмен Стив Волш започео је међународно путовање које га је одвело у Сингапур, па у Француску пре него што се вратио кући у Брајтон у Великој Британији. Волшова путовања – на којима се заразио ковидом 19, а затим заразио десетак других које је срео на свом путовању – доспела су на насловне стране широм света.

Приче попут ове популаризовале су идеју да неки људи могу послужити као „суперпреносиоци“ ковида 19. Али вирусолози већ дуго знају да мали део људи игра огромну улогу у покретању готово сваке епидемије респираторног патогена – било да је у питању ковид 19, грип, респираторни синцицијални вирус (РСВ), туберкулоза или чак мале богиње.

У ствари, постоји чак и математички образац: научници су проценили да ће за типичну епидемију 20 одсто људи бити одговорно за покретање 80 одсто инфекција. А истраживања су показала да количина вируса присутног у респираторним течностима особе може значајно да варира између заражених особа, према речима Кајли Ејнсли, истраживача заразних болести у Институту за инфекције и имунитет Питер Доерти у Мелбурну, у Аустралији.

„Неки људи имају 10 милиона пута више вируса од других“, истиче Ејнсли.

Али да ли се то претвара у суперширење зависи од читавог низа фактора, од којих су многи откривени истраживањем подстакнутим популарним случајевима попут Волшовог током пандемије коронавируса.

Да ли сте супер болесни

За почетак, стадијум инфекције је кључан за нечију способност суперпреношења заразе. Људи емитују далеко више заразних честица са сваким дахом или изговореном речју када су најболеснији.

У истраживачком пројекту 2021. године, микробиолози су инфицирали резус макакије и афричке зелене мајмуне вирусом САРС-КоВ-2, а затим анализирали њихов дах, који је мешавина гасова – укључујући азот, кисеоник, угљен-диоксид – а такође и микроскопске комадиће влаге. Мајмуни су 3.000-5.000 честица влаге по литру издахнутог ваздуха, након инфекције имали 50.000-70.000 честица.

С обзиром на то да једна честица издахнутог ваздуха може да носи од 200 до 300 вирусних честица, помножите то са 10 и лако је видети како се вируси могу веома брзо преносити са особе на особу, објашњава др Чед Рој, професор микробиологије и имунологије на Медицинском факултету Тулејн у Њу Орлеансу, који је водио експеримент.

„Када израчунате, запањујуће је да нисмо стално болесни“, наводи др Рој. Он је напомиње да, иако је ово био експеримент на коронавирусу, исти принцип може да се примени и на друге респираторне инфекције.

Није само количина честица. Врста честица коју особа производи када је посебно болесна такође је погоднија за преношење инфекције. Честице издаха могу бити капљице пречника од пет до 100 микрона или веће, као и аеросоли, који су мање од пет микрона у пречнику, што је пет милионитих делова метра. А студије указују да када је неко болестан, емитује више мањих аеросолних честица него већих капљица.

„Ово је било заиста важно откриће, јер те честице могу путовати много даље у плућа. Дакле, ако сте несрећник који на крају удише те честице, већа је вероватноћа да ће путовати дубље у осетљивије делове плућа“, истиче др Рој. Постоје неке претпоставке да би ово могла бити последица начина на који су се вируси развили да би повећали своје шансе за ширење на више домаћина.

На пример, током инфекције, вирус ће повећати брзину којом се реплицира. Ово узрокује већу штету ћелијама у респираторном тракту, разлажући их на мање комадиће попут аеросола, који затим остају суспендовани у ваздуху дуже време.

Да ли говорите јасно

Постоје и други физиолошки фактори. Истраживање засновано на догађајима суперширења које укључују три коронавируса – Сарс, Мерс и Сарс-КоВ-2, сугерише да је типичан суперпреносилац мушкарац и старији од 40 година. Али научници нису могли заиста да утврде биолошке или бихевиоралне разлоге који стоје иза овог обрасца у подацима, а могло је доћи и до пристрасности због тога ко је највише тестиран.

Истраживање др Роја на мајмунима из 2021. године такође је испитала дах 194 особе заражене ковидом 19 и закључила да су суперпреносиоци чешће биле гојазне особе, јер оне производе више респираторних капљица када дишу или кашљу, објашњава др Метју Биникер, директор Клинике за вирусологију у Мајо клиници у Рочестеру, Минесота.

То може бити због вишка масти у грудима и трбушној дупљи, што спречава плућа да се потпуно прошире, што резултира плићим и бржим дисањем. Ношење додатне телесне масе такође захтева више кисеоника и производи више угљен-диоксида, што доводи до веће брзине дисања и већег броја честица у даху.

Суперпреносиоци такође обично гласно говоре, воле да певају, чак имају проблем са контролом беса.

Истраживачи у Калифорнији су мерили количину и величину честица из даха које је 48 људи произвело када су говорили различитим јачинама на четири различита језика: енглеском, шпанском, мандаринском и арапском. Открили су да гласан говор генерише до 50 пута више аеросола него тиши говор, вероватно зато што се гласне жице чешће отварају и затварају током гласнијег говора, омогућавајући већем броју честица да се формирају.

И људи који грубље изговарају своје речи такође могу бити већи супершириоци, према студији објављеној почетком 2020. године која се бави вокализацијом одређених гласова. „Када произведете гласове 'Т', 'К' и 'П', вероватно емитујете неколико капљица више, док што гласније говорите, вероватно ћете произвести још више“, наводи др Вернер Бишоф, професор инфектологије на Медицинском факултету Универзитета Вејк Форест у Северној Каролини. „Људи имају своје навике, али говорника који је веома гласан треба избегавати.“

Занимљиво је да је та студија из 2020. године такође приметила да самогласници у речима попут "need“ и "sea“ производе више честица у даху него самогласници у речима попут "saw“ и "hot“, на пример, или "blue“ и "mood“.

Величина плућа

Деца предадолесцентног узраста имају мање шансе да буду супер-ширитељи вируса, на пример, јер удишу и издишу много мање количине ваздуха, јер им укупна величина плућа, величина дисајних путева и број ваздушних кеса много мањи него код одрасле особе.

Међутим, чак и у одраслом добу, и даље постоје значајне варијације у капацитету наших плућа и количини ваздуха коју можемо да издахнемо. Генетске разлике могу значити да неки људи по природи имају већа плућа од других, док већа физичка активност током детињства може довести до већих и јачих плућа током одраслог доба.

С друге стране, астма у детињству или изложеност хроничном загађењу ваздуха могу активно успорити развој плућа. Све ово чини кључну разлику када је у питању суперширење, јер они са већим капацитетом плућа који удишу и издишу већу количину ваздуха имају већу вероватноћу да шире и преносе више вируса, каже др Бишоф.

Сматра се да на суперширење утичу и карактеристике респираторное слузи особе, желатинасте супстанце која се налази по целој унутрашњости нашег носа и плућа и која је дизајнирана да хвата патогене. Свако има другачији вискозитет и текстуру слузи, као и другачији рецепт онога што чини њихов микробиом слузи. „Слуз неких људи може ефикасније да заробљава и инактивира вирусе, док други имају слуз која омогућава да већа количина вируса остане заразна и преносива“, напомиње Ејнсли.

Окружење које погодује суперпреносиоцима

Ипак, многе особе вероватно имају све физиолошке квалитете да буду суперпреносиоци, али заправо нису одговорни за толико инфекција. То је зато што је суперширење такође одређено разним факторима понашања и друштвеним факторима, од броја блиских контаката које особа има до количине времена коју проводи у слабо проветреним окружењима где је већа вероватноћа да ће се њихови аеросоли задржати, према речима др Оснат Ливне-Штрајхман, директорке Института за плућа у Медицинском центру Рабин у Израелу.

Суперширење је вероватније да ће се догодити током групних часова вежбања у теретани, на пример, због комбинације затвореног окружења и чињенице да производимо 130 пута више аеросола или капљица док тешко дишемо током вежбања него што бисмо то чинили у мировању.

Студије такође указују да влажност околине игра значајну улогу: у веома сувим условима, течност у честицама даха брзо испарава, чинећи честице мањим и концентрисанијим са вирусом. Ово им такође омогућава да дуже остану у ваздуху, повећавајући вероватноћу да ће се пренети друга особа.

Ако ништа друго, извештаји о томе да су суперпреносиоци вероватније мушкарци старији од 40 година могу заправо одражавати контекст, а не биологију, према др Ливн-Штрајхману.

У сваком случају, потребно је много више истраживања како би се прецизно утврдило ко је суперпреносилац много пре него што то постане. Али како експерименти попут ових помажу истраживачима да боље разумеју суперпренос, они постављају темеље за профилисање суперпреносилаца унапред. Вероватно тестирањем флуидности њихове слузи или анализом њихових говорних образаца.

У међувремену, можда је мудро да се током ове сезоне грипа држите подаље од бучних људи и караока барова.