Сезонность респираторных инфекций

Сезонность респираторных инфекций — феномен колебаний заболеваемости различными инфекциями дыхательных путей в течение года с сохранением схожего характера колебаний из года в год в одни и те же периоды[1][2], либо в зависимости от условий окружающей среды, в том числе из-за метеорологических условий[3]. Из-за увеличения заболеваемости зимой и ощущаемой связи с холодным временем года во многих языках острые респираторные инфекции называют простудными заболеваниями[4], а раньше существовали убеждения, что острые респираторные инфекции могут возникать следом за охлаждением[5]. По современным научным представлениям простуда вызывается различными вирусами, а воздействию холода не придают большого значения[6], однако существует некоторая взаимосвязь между частотой заболеваемости и тяжестью течения болезней, с одной стороны, и низкими температурой и влажностью воздуха, с другой[7].

Общепринятой же является гипотеза о том, что в холодное время года увеличиваются шансы на распространение вирусных инфекций, поскольку люди, скапливаясь, проводят больше времени рядом друг с другом в замкнутых помещениях[8][9]. Также считается, что холодный воздух снижает естественную сопротивляемость инфекциям у носовых путей. Не исключается и запуск каких-либо патофизиологических процессов в случае охлаждения поверхности лица или тела[10][11]. Обнаружен также эффект подавления одних вирусов другими, что тоже может значительно сказываться на сезонности одних вирусов по отношению к другим[12]. Существуют и другие гипотезы по влиянию температуры на заболеваемость, каждая из которых может в той или иной степени вносить свой вклад в заболеваемость[13].

Сезонность вирусных инфекций[править | править код]

Распределение доли разных вирусов в разное время года — различное. Вирусы без оболочки, в число которых входят риновирусы и аденовирусы, обычно присутствуют в течение всего года, но могут иметь сезонные колебания, которые могут быть обусловлены, в том числе, социальными факторами, например, началом учебного года в сентябре[14]. Однако заболеваемость энтеровирусами, которые тоже не имеют оболочки, обычно приходится на лето[15][16], причины чего пока остаются не выясненными[15]. Вирусы, покрытые оболочкой, по предпочтительности температуры условно можно разделить на зимние и летние. К зимним можно отнести респираторно-синцитиальный вирус, метапневмовирус человека, вирусы гриппа А и B[17] и коронавирусы[18], а к летним — вирусы парагриппа 1-го-3-го типов[17], которые наиболее активны в летние и осенние месяцы[19].

Конкуренция вирусов[править | править код]

Сезонность отдельных вирусов может обуславливаться также конкуренцией между вирусами. В 2019 году опубликован результат многолетнего исследования, выявившего эффект подавления одних вирусов другими в организме-хозяине, в частности, когда человек заражён риновирусом, тот препятствует размножению вируса гриппа, и наоборот. Это позволяет предположить конкуренцию вирусов как один из механизмов сезонности разных вирусных инфекций. Сама же конкуренция может быть обусловлена, например, выработкой в ответ на заражение интерферона, который защищает здоровые клетки от дальнейшего заражения вирусами, повреждением используемых вирусами рецепторов на поверхности клеток, что происходит в случае вирусов гриппа, либо гибелью самих клеток[12][20].

Связь с погодными условиями[править | править код]

Корреляция с температурой и влажностью воздуха[править | править код]

Исследования, в которых анализ данных включал диапазон температур от −30 °C до 30 °C, показали, что заболеваемость острыми респираторными инфекциями начинает увеличиваться при температуре воздуха от 0 °C до −5 °C, а среди заболеваний в исследовании доминировали простуда и фарингит, частота которых увеличивалась с уменьшением температуры. Инфекции нижних дыхательных путей, такие как пневмония, возникали чаще при температуре от 0 °C до 10 °C, а дальнейшее снижение или повышение температуры снижало риск. Отличия в моделях заболеваемости у верхних и нижних дыхательных путей объясняются разными механизмами подогрева вдыхаемого воздуха. При этом инфекции нижних дыхательных путей иногда сопровождают простудные заболевания[21].

Температура оказывает значимое влияние на сезонность вирусов[22], однако сезонность отдельных вирусов также зависит от относительной[23] и абсолютной влажности[22]. Снижение абсолютной влажности воздуха также увеличивает частоту случаев респираторных инфекций, а более всего увеличивается частота фарингитов. Одно из объяснения взаимосвязи с влажностью заключается в том, что некоторые вирусы лучше всего выживают в сухом и холодном воздухе, что было продемонстрировано в экспериментах с гриппом на животных[21], а эпидемии вирусов гриппа случаются как раз зимой при низкой температуре и низкой абсолютной влажности. Оболочка вируса гриппа A в тёплых условиях становится неупорядоченной, что может приводить к повреждениям[22]. Тем не менее, вирус гриппа A круглый год циркулирует в странах Юго-Восточной Азии, находящихся ближе к экватору, где высокие температура и влажность. Сезонность же гриппа А начинает проявляться при удалении от экватора, в умеренном климате, и ассоциируется с выраженной зимой или муссонными дождями[24].

Есть также вирусы, которые выживают при высокой относительной влажности. Например, аденовирус наиболее стабилен при высокой относительной влажности, близкой к 80 %, а наиболее предпочтительная для него температура, согласно одному из исследований, близка к 9 °C[17]. Также известно, что риновирусы не могут выживать в условиях сухого воздуха[25].

В одном из исследований выявилось, что частота заболеваний увеличивается после 3 дней, в течение которых снижается температура. Также всплески заболеваний обнаруживались и через две недели после падения абсолютной влажности. Исследования в Греции показали, что наибольшее число консультаций с врачами происходит через 15 дней после падения температуры. Падение температуры на 10 °C увеличивало количество консультаций на 28 %. В этих исследованиях тоже выявилась трёхдневная задержка в увеличении заболеваемости. Таким образом, падение температуры воздуха в течение трёх дней может приводить к всплеску заболеваемости примерно через 2 недели[21]. Однако объяснений подобным закономерностям пока нет[26].

Точной взаимосвязи для разных вирусов между температурой, относительной и абсолютной влажностью пока не установлено.

Гипотеза об охлаждении носовых путей[править | править код]

При изменении температуры воздуха в организме запускаются внутренние механизмы саморегуляции, благодаря чему температура тела обычно держится на одном и том же уровне, а возможные колебания в нормальных условиях составляют не более 1 °C[27]. Общее же охлаждение организма может вызывать рефлекторное сужение сосудов, в том числе и в носу, при котором снижается приток крови, и, соответственно, уменьшается снабжение лейкоцитами[28]. Однако в холодную погоду люди обычно хорошо одеваются, поэтому влияние холода на организм в целом маловероятно и не соотносится с сезонными изменениями[27]. Температура же эпителия носовых проходов держится ниже уровня температуры человеческого тела[29] и может понижаться со снижением температуры воздуха[27]. Вероятнее всего, охлаждение носовых путей холодным воздухом снижает защитные возможности респираторного эпителия против вирусов, повышая риск заражения[27][30]. В таком случае наиболее эффективной профилактикой могло бы стать предварительное согревание вдыхаемого воздуха[27].

Многие известные вирусы простуды, включая риновирусы, размножаются лучше всего при температуре в 33 °C[31][29], что соответствует температуре эпителия в носовых проходах[29]. Существует гипотеза, что повышение температуры тела является естественной реакцией организма на вирусы, в результате чего повышается температура носовых проходов, замедляя репликацию вируса, и ускоряются обменные процессы, что может привести к повышению эффективности фагоцитоза, перемещения нейтрофилов, пролиферации Т-лимфоцитов и выработки интерферона[32]. В частности, при температуре 37 °C повышается выработка интерферона первого типа в ответ на инфекцию, что в значительной степени препятствует репликации вируса. Однако некоторые исследования, в которых клетки не вырабатывали интерферон, показали, что при этой температуре в заражённых клетках работают ещё два независимых механизма, снижающих скорость репликации вируса: раньше происходит апоптоз и эффективнее работает рибонуклеаза L[33].

Также частой бывает ситуация, когда единовременно заложена только одна ноздря носа, но заложенность периодически чередуется между ноздрями, что тоже может оказаться защитной реакцией организма, позволяющей держать заложенную ноздрю подогретой до температуры человеческого тела в течение нескольких часов, препятствуя репликации вирусов. Подобное чередование называется носовым циклом[34].

Другие гипотезы о воздействии холода[править | править код]

Хотя исследования воздействия холода ещё в 1960-х годах опровергли теорию о том, что охлаждение резко повышает шансы на заражение, некоторые учёные ставят под сомнение качество экспериментов тех времён, поскольку те или иные объяснения сезонных изменений заболеваемости пока не доказаны. Так, снова высказываются гипотезы о возможном влиянии охлаждения организма на предрасположенность к заражению или об активации бездействующих вирусов из-за понижения температуры[13].

Существуют также предположения о том, что из-за холода бессимптомно протекающие инфекции переходят в симптоматические[35]. В пользу этой гипотезы может говорить исследование периодического охлаждения стоп, в котором некоторые испытуемые чаще заболевали, объяснением чего может быть, например, вазомоторный рефлекс в носу из-за сужения сосудов в результате охлаждения стоп. При этом заболевания возникали не сразу после охлаждения, а через 4 или 5 дней. Возможно, что на момент охлаждения стоп у некоторых испытуемых, которые сами того не подозревали, уже была субклиническая инфекция, вызванная вирусами простуды, а вазомоторный рефлекс лишь спровоцировал появление симптомов[36]. Другое же исследование на мышах показало, что риновирусы быстрее размножаются при более низких температурах клеток[37]. Однако исследование с охлаждением стоп основывается на сообщениях самих людей без проведения каких-либо медицинских тестов, поэтому на текущий момент является спорным, но удивительно схоже с другим исследованием, где из-за охлаждения стоп у некоторых активизируется цистит[38].

Фактическое влияние холода на организм[править | править код]

Хотя различные гипотезы по взаимосвязи холодного воздуха и уровня заболеваемости пока остаются недоказанными, холод действительно оказывает некоторое воздействие на организм. В частности холод приводит к сужению подкожных сосудов и повышению артериального давления. При этом исследования криозаморозки в медицинских целях не показали каких-либо изменений в составе крови, кроме значительного выброса адреналина. Не исключается, что причиной повышения давления в холодную погоду и является адреналин. Поэтому холод может быть опасен гипертоникам и пожилым людям[39]. Воздействие холода на организм также зависит от телосложения. Высокие люди охлаждаются быстрее, в то время как наличие подкожного жира хорошо помогает сохранять тепло в организме[39]. Сужение же кровеносных сосудов на холоде хотя и снижает потери тепла в организме, но повышает риски обморожения ушей, носа, а также пальцев рук и ног[39].

См. также[править | править код]

• Сезонное заболевание

Примечания[править | править код]

1. ↑ Naumova, 2006, Abstract, p. 1.
2. ↑ Naumova, 2006, Notion of Seasonality, p. 2: «A seasonal increase in enteric or respiratory infection often produces a well-defined oscillating curve …».
3. ↑ Prel et al., 2009, Conclusions, p. 861.
4. ↑ Prel et al., 2009, p. 861.
5. ↑ Shaw Stewart, 2016, Early studies where volunteers were chilled, p. 113.
6. ↑ Фролов, 2004.
7. ↑ Mäkinen et al., 2009, Summary : Conclusions, p. 457.
8. ↑ U. S. Department of Health and Human Services, 2004, The cold season.
9. ↑ Shaw Stewart, 2016, Mechanisms that would allow vARIs to respond to temperature changes, p. 110.
10. ↑ Yu Liu. Association between temperature change and outpatient visits for respiratory tract infections among children in Guangzhou, China : [англ.] / Yu Liu, Yong Guo, Changbing Wang … [] // International Journal of Environmental Re and Public Health. — 2015. — Vol. 12, no. 1 (January). — P. 439-454. — ISSN 1660-4601. — doi:10.3390/ijerph220100439. — PMID 4306872. — PMC PMC4306872.
11. ↑ Mäkinen et al., 2009, duction, p. 457.
12. ↑ 1 2 Nickbakhsh et al., 2019.
13. ↑ 1 2 Shaw Stewart, 2016, Abstract, p. 104.
14. ↑ Price, Graham, Ramalingam, 2019, ion, p. 6-7.
15. ↑ 1 2 Margarita Pons-Salort. The seasonality of nonpolio enteroviruses in the United es: Patterns and drivers : [англ.] / Margarita Pons-Salort, M. Steven Oberste, Mark A. Pallansch … [] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United es of America. — 2018. — Vol. 115, no. 12 (March). — P. 3078-3083. — ISSN 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.1721159115. — PMID 29507246. — PMC PMC5866597.
16. ↑ Летняя простуда: почему мы болеем даже в жару? : [арх. 31.08.2019]. — Нижневартовская окружная больница №2, 2018. — 27 июня. — Дата обращения: 24.12.2019.
17. ↑ 1 2 3 Price, Graham, Ramalingam, 2019, ion, p. 6.
18. ↑ Medical Microbiology : [англ.] / Samuel Baron. — 4th edition. — Galveston (TX) : University of Texas Medical Branch at Galveston, 1996. — Chapter 60 : Coroiruses / David A. J. Tyrrell, Steven H. Myint. — ISBN 9780963117212. — PMID 21413266.
19. ↑ Philip Maykowski. Seasonality and clinical impact of human parainfluenza viruses : [англ.] / Philip Maykowski, Marie Smithgall, Philip Zachariah … [] // Influenza and Other Respiratory Viruses. — 2018. — Vol. 12, no. 6 (November). — P. 706-716. — ISSN 1750-2659. — doi:10.1111/irv.12597. — PMID 30051619. — PMC PMC6185891.
20. ↑ Гершберг, Полина. Вирус гриппа и возбудитель ОРВИ оказались «конкурентами» : Люди, которые подхватили грипп, имеют меньше шансов заразиться ОРВИ — и наоборот : [арх. 19.12.2019] // Naked Science. — 2019. — 18 декабря. — Дата обращения: 19.12.2019.
21. ↑ 1 2 3 Mäkinen et al., 2009, ion, p. 459-461.
22. ↑ 1 2 3 Price, Graham, Ramalingam, 2019, p. 1.
23. ↑ Price, Graham, Ramalingam, 2019, ion, p. 5.
24. ↑ Price, Graham, Ramalingam, 2019, ion, p. 8.
25. ↑ Prel et al., 2009, ion, p. 864.
26. ↑ Jerzy Romaszko. Applicability of the universal thermal climate index for predicting the outbreaks of respiratory tract infections: a mathematical modeling approach : [англ.] / Jerzy Romaszko, Rafał Skutecki, Maciej Bocheński … [] // International Journal of Biometeorology. — 2019. — Vol. 63, no. 9 (September). — P. 1231-1241. — ISSN 1432-1254. — doi:10.1007/s00484-019-01740-y. — PMID 31332526.
27. ↑ 1 2 3 4 5 Eccles, 2002, General ion and conclusions, p. 189-190.
28. ↑ Mourtzoukou, Falagas, 2007, Possible explanatory mechanisms of the observed differences, p. 941.
29. ↑ 1 2 3 Eccles, 2002, Factors that raise nasal airway temperature : Nasal congestion, p. 189.
30. ↑ Mourtzoukou, Falagas, 2007, Possible explanatory mechanisms of the observed differences, p. 940-941.
31. ↑ Shaw Stewart, 2016, Temperature sensitivity in wild and laboratory viruses, p. 115.
32. ↑ Eccles, 2002, Factors that raise nasal airway temperature : Fever, p. 189.
33. ↑ Ellen F. Foxman. Two interferon-independent double-stranded RNA-induced host defense strategies suppress the common cold virus at warm temperature : [англ.] / Ellen F. Foxman, James A. Storer, Kiran Vanaja … [] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United es of America. — 2016. — Vol. 113, no. 30 (July). — P. 8496-8501. — ISSN 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.1601942113. — PMID 27402752. — PMC PMC4968739.
34. ↑ Eccles, 2002, Factors that raise nasal airway temperature, Nasal congestion.
35. ↑ Mourtzoukou, Falagas, 2007, Evaluation of the available literature, p. 941.
36. ↑ Eccles, Johnson, 2005, ion, p. 216.
37. ↑ Weintraub, Karen. Can Being Cold Make You Sick? : [арх. 05.10.2019] // The New York s. — 2018. — 23 февраля. — Дата обращения: 01.09.2019. — ISSN 0362-4331.
38. ↑ Claudia Hammond. Will wet hair give you a cold? : [арх. 02.01.2020] // BBC Future. — BBC, 2012. — 6 March. — Дата обращения: 06.09.2019.
39. ↑ 1 2 3 Out in the cold : [арх. 28.08.2019] // Harvard Health Letter. — Harvard Health Publishing, 2010. — 1 January. — Дата обращения: 24.12.2019. — ISSN 1052-1577.

Литература[править | править код]

• Elena N. Naumova. Mystery of seasonality: getting the rhythm of nature : [англ.] // Journal of Public Health Policy : j. — 2006. — Vol. 27, no. 1. — P. 2-12. — ISSN 0197-5897. — doi:10.1057/palgrave.jphp.3200061. — PMID 16681184. — PMC PMC2483431.
• Фролов, Ю. Простая простуда : По материалам журнала «Bild der Wissenschaft» (Германия) : [арх. 27 августа 2006] // Наука и жизнь : журн. — 2004. — № 4. — ISSN 0028-1263.
• R. Eccles. An Explanation for the Seasonality of Acute Upper Respiratory Tract Viral Infections : [англ.] // Acta Oto-Laryngologica. — 2002. — Vol. 122. — P. 183-191. — PMID 11936911.
• Mäkinen T. M.,. Cold temperature and low humidity are associated with increased occurrence of respiratory tract infections / Mäkinen T. M.,, Juvonen R., Jokelainen J. … [] // Respiratory Medicine. — 2009. — Vol. 103, no. 3 (март). — P. 456-462. — ISSN 0954-6111. — doi:10.1016/j.rmed.2008.09.011. — PMID 18977127.
• Ronald Eccles, Claire Johnson. Acute cooling of the feet and the onset of common cold symptoms : [англ.] // Family Practice. — 2005. — Vol. 22, no. 6 (December). — С. 608-613. — ISSN 0263-2136. — doi:10.1093/fampra/cmi072. — PMID 16286463.
• Rory Henry Macgregor Price, Catriona Graham, Sandeep Ramalingam. Association between viral seasonality and meteorological factors : [англ.] // Scientific Reports. — 2019. — Vol. 9, no. 1 (January). — С. 929. — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/s41598-018-37481-y. — PMID 30700747. — PMC PMC6353886.
• Nickbakhsh, Sema. Virus-virus interactions impact the population dynamics of influenza and the common cold : [англ.] / Sema Nickbakhsh, Colette Mair, Louise Matthews … [] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA : j. — 2019. — 16 December. — P. 27142-27150. — doi:10.1073/pnas.1911083116. — PMID 31843887. — PMC PMC6936719.
• Jean-Baptist du Prel. Are meteorological parameters associated with acute respiratory tract infections? : [англ.] : [арх. 27 июля 2018] / Jean-Baptist du Prel, Wolfram Puppe, Britta Gröndahl … [] // Clinical Infectious Diseases: An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America. — 2009. — Vol. 49, no. 6 (September). — P. 861-868. — ISSN 1537-6591. — doi:10.1086/605435. — PMID 19663691.
• Shaw Stewart, Patrick D. Seasonality and selective trends in viral acute respiratory tract infections : [англ.] : [арх. 27 июля 2019] // Medical Hypotheses. — 2016. — Vol. 86 (January). — P. 104-119. — ISSN 0306-9877. — doi:10.1016/j.mehy.2015.11.005. — PMID 26608252.
• E. G. Mourtzoukou, M. E. Falagas. Exposure to cold and respiratory tract infections : [англ.] : [арх. 28 июля 2019] // The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease: The Official Journal of the International Union Against Tuberculosis and Lung Disease. — 2007. — Vol. 11, no. 9 (September). — P. 938-943. — ISSN 1027-3719. — PMID 17705968.

Ссылки[править | править код]

• The Common Cold : [англ.] : [арх. 24 марта 2017] / National Institute of Allergy and Infectious Disease. — U. S. Department of Health and Human Services, 2004. — December.