Об этом Naked Science рассказал эксперт холдинга «Нацимбио» Госкорпорации Ростех, доктор медицинских наук и профессор Александр Сергеев.
Ростех
# инфекции
# коронавирусная пандемия
# пандемия
# сезонность
# эпидемия
Эпидемии по расписанию: как сезонность влияет на распространение инфекций / ©Getty images
С приходом осени принято запасаться медом, лимонами, шиповником и другими народными противовирусными средствами, в тоже время медики призывают население пройти очередную вакцинацию против гриппа. Все знают: начинается сезон простуд. В летний период нас поджидают другие угрозы здоровью. Дачники, обладатели загородной недвижимости и сельские жители сталкиваются с кишечными расстройствами, вызванными болезнетворными вирусами и бактериями.
Сезонные колебания в уровнях заболеваемости – обычное дело для острых инфекций. Есть даже особые эпидемические календари. Календарь, составленный службами здравоохранения для северного полушария (рисунок 1) свидетельствует, что эпидемия гриппа и ОРВИ обычно приходится на период с ноября по февраль, а ветрянкой дети чаще всего болеют в марте и апреле.
С начала пандемии коронавируса ведутся разговоры о том, что и новая инфекция COVID-19 может носить сезонный характер. Например, в феврале 2021 года заместитель директора по клинико-аналитической работе ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Наталья Пшеничная отмечала, что уже сейчас у COVID-19 начинают проявляться сезонные черты, например, рост заболеваемости с приходом осени 2020 года.
По мнению Пшеничной, через один-два года новая коронавирусная инфекция станет таким же сезонным заболеванием, как грипп. Такой возможности не отрицает и представитель Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в России Мелита Вуйнович, констатируя при этом, что окончательные выводы пока делать рано, и за пандемией нужно понаблюдать еще пару сезонов.
Рисунок 1 / ©Пресс-служба Ростеха
На тему сезонности различных инфекций написано немало научных работ. Тем не менее, этот вопрос еще нельзя считать полностью изученным. Ученым пока далеко не все известно о причинах быстрого распространения тех или иных инфекционных заболеваний в определенные месяцы. Наиболее понятная картина – с острыми инфекциями, передающимися напрямую от человека к человеку.
Намного сложнее изучать сезонную динамику и ее причины у инфекций, распространяющихся переносчиками (например, клещами или грызунами), при которых у возбудителя заболевания сложный жизненный цикл. Это очень интересная и важная сфера эпидемиологии: ее изучение помогает лучше понять законы и механизмы распространения инфекционных заболеваний и, как следствие, эффективнее бороться с ними в глобальных масштабах.
Поведение людей, погода и другие причины сезонности инфекций
То, что уровень заболеваемости большинством инфекций меняется в течение года, известно давно. Эпидемиологов всегда интересовали причины этих колебаний. В начале XX столетия был проведен тщательный математический анализ, и на его основе сформулирован так называемый закон массовых действий. Он гласит, что количество новых случаев инфекции зависит от произведения числа зараженных людей на количество людей, восприимчивых к возбудителю, и параметра передачи инфекции (его называли по-разному: «частота контактов», «коэффициент инфекционности», «коэффициент контагиозности» и так далее).
В случае, когда инфекционное заболевание чаще всего заканчивается формированием стойкого иммунитета или наоборот, при неблагоприятном сценарии, гибелью больного, закон массовых действий предсказывает – заболевание будет протекать циклично. В 1929 году британский статистик Герберт Эдвард Сопер предположил, что в случае с корью параметр передачи инфекции меняется в разные сезоны. Исследователь заметил, что заболеваемость начинает расти с началом учебного года, когда дети все вместе подолгу находятся в классах, и снижается во время каникул. Спустя 50 лет это предположение было подтверждено статистическими данными в Англии.
Этот фактор действует в отношении многих инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Например, одна из причин эпидемий гриппа и ОРВИ зимой – большое количество людей в помещениях и общественном транспорте. Когда температура на улице ниже нуля, многие предпочитают находиться в тепле и реже бывают на свежем воздухе, при этом помещения реже проветриваются из-за низких температур на улице. Аналогично контактность детей в помещениях способствует распространению ротавирусной инфекции у подрастающего поколения – пик этого заболевания также приходится на зиму.
На распространение инфекций, передающихся половым путем, таких как гонорея, сифилис, генитальный герпес, хламидиоз влияют поведенческие факторы. У большинства людей пик сексуальной активности приходится на теплое время года. Как итог – летом и в начале осени возрастает спрос на услуги врачей-дерматовенерологов.
Конечно же, помимо косвенного, существует и прямое влияние погодных факторов на распространение инфекционных агентов.
Время, в течение которого возбудитель способен существовать вне организма человека или животного, зависит от температуры, влажности воздуха, интенсивности солнечного излучения, кислотности, концентрации солей в воде и прочего. Лучше всего изучено влияние факторов внешней среды на возбудители, передающиеся через загрязненные продукты питания, воду, бытовые предметы. Например, ротавирусы, которые вызывают симптомы ОРВИ и кишечной инфекции, лучше всего себя чувствуют при низких температурах, поэтому пик ротавирусных гастроэнтеритов приходится на холодный сезон. Другие возбудители кишечных инфекций – норовирусы – также холодолюбивы.
Размножение холерных вибрионов зависит от температуры и концентрации солей в воде, поэтому наибольшее число случаев холеры регистрируется весной и осенью. Влияют погодные факторы и на возбудители инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Так, вирус гриппа лучше всего выживает при низкой влажности воздуха в холодное время года. Свой вклад вносит система зимнего отопления, которая высушивает воздух в помещениях.
Погодные условия влияют не только на возбудители, но и на организм носителей. Известно, что зимой у некоторых животных, так же, как и у человека, снижается иммунитет. НА это оказывает влияние целый комплекс факторов – недостаток питательных веществ и витаминов в «зимнем» рационе, эффект фотопериода (продолжительности дня и ночи), физиологический стресс из-за смены сезонов. Вообще, иммунные реакции и воспаление, как ответ организма на инфекцию – весьма энергозатратный процесс. Например, для того чтобы температура тела повысилась на один градус, организму необходимо увеличить выработку энергии на 7–13 процентов.
Поэтому, когда ресурсы организма направлены на что-то другое, например, на размножение, он становится более уязвим к вирусам и бактериям. Это хорошо заметно на примере животных, которые обзаводятся потомством строго в определенные сезоны. На пике брачной активности у самцов иммунитет снижается из-за повышения уровня тестостерона, а у самок – из-за беременности и выхаживания потомства. Так, у некоторых птиц во время периода размножения увеличивается количество паразитов, снижается выработка антител, начинает хуже работать клеточный иммунитет.
Рисунок 2 / ©Пресс-служба Ростеха
Низкая влажность воздуха не только способствует выживанию «простудных» вирусов, но и высушивает у людей слизистую оболочку носа, из-за чего она становится более уязвимой к внедрению возбудителей инфекции. Так в Африке в засушливый период повышается заболеваемость бактериальным менингитом из-за высушивания у местных жителей слизистой оболочки и ее повреждений. Любопытный факт – в сезон дождей обитатели африканского континента заражаются бактериями, вызывающими менингит, не реже – сам по себе сухой воздух не способствует заражению, но создает благоприятные условия в организме для проникновения возбудителей инфекции, который порой влекут за собой тяжелые заболевания.
Отдельная головная боль для медиков – инфекционные заболевания, которые распространяются через переносчиков. Характерный пример – клещевой вирусный энцефалит. Жизненный цикл иксодовых клещей зависит от смены сезонов. В связи с этим пик активности переносчиков этого заболевания приходится на теплое время года. Вносит свою лепту и поведенческий фактор: с наступлением теплой погоды люди стремятся на природу, на дачу, в сельскую местность. В результате, вероятность встречи с клещами и заражения клещевым энцефалит возрастает. Точно также всплески заболеваемости малярией, геморрагической лихорадкой денге и лихорадкой Западного Нила совпадают с сезонными колебаниями численности комаров- переносчиков этих инфекций.
Неправильные графики
Говоря о сезонности заболеваний, стоит отметить, что инфекции далеко не всегда приходят по календарю. В их естественные циклы могут вмешиваться самые разные факторы. Например, весна может наступить позже или раньше обычного, лето бывает совсем не жарким, а зима иногда обходится без сильных морозов. Имеют значение и параметры климата в целом.
Та же сезонность гриппа – явление исключительно умеренных широт. На экваторе вспышки заболеваний происходят в течение всего года, и зачастую их очень сложно прогнозировать. Пик распространения инфекций может наблюдаться как один, так и несколько раз в год, как в случае с холерой. Помимо сезонных, наблюдаются и более продолжительные циклы. Например, ученые из Румынии отметили, что уровень заболеваемости корью в их стране с 2008 по 2017 годы претерпевал достаточно серьезные колебания (рисунок 2).
Источник: