Ученые пересмотрели физику и «радиус поражения» чихания
Американский физик Лидия Буруиба (Lydia Bourouiba) показала, что капли при чихании распространяются в виде облака на 7–8 метров от источника и находятся в воздухе гораздо дольше, чем считалось раньше. Существующие модели распространения капель взвеси, которая получается при чихании, основаны на устаревших данных 1930-х годов. Об этом сообщается в Journal of American Medical Association.
Еще в первой половине XX века стало понятно, что возбудители некоторых инфекционных заболеваний передаются от человека к человеку с воздушно-капельной взвесью при чихании или кашле. Один из главных исследователей этого вопроса Уильям Уэллс предположил, что капли в такой взвеси условно делятся на две группы: большие и маленькие.
Большие, по мнению Уэллса, быстро оседают в небольшом радиусе от того, кто чихнул или кашлянул, а маленькие сохраняются в воздухе дольше, но затем вода из них испаряется и патогены остаются в подсушенном виде. Эти данные, как писал сам Уэллс, во многом теоретические, однако их до сих пор используют в рекомендациях по предотвращению распространения ряда инфекционных заболеваний.
Лидия Буруиба (Lydia Bourouiba) из Массачусетского технологического института решила записать рапидной камерой (частота 2000 кадров в секунду) процесс чихания, оценить скорость оседания капель разных размеров и измерить, насколько далеко они разлетаются. Получилось, что облако капель распространяется на 7–8 метров. Оседая, они загрязняют поверхности патогенами. Важен не только диаметр капель: в зависимости от влажности воздуха их взвесь может задерживаться от нескольких секунд до нескольких минут.
Автор предполагает, что эти данные могут оказаться важными и для борьбы с нынешней пандемией COVID-19. Они не противоречат тому, что обнаружили сотрудники сингапурских больниц: там пациенты заражались коронавирусом, даже когда в воздухе комнат его не находили: вероятно, SARS-CoV-2 с облаками частиц, выброшенных больными при кашле или чихании, попадал в вентиляцию и распространялся по ней. Обеззараживание поверхностей помогало избавиться от вируса.
Пока для ограничения распространения болезни Центр по контролю и профилактике заболеваемости США советует медицинским работникам держаться на расстоянии примерно два метра от заболевших, Всемирная организация здравоохранения — на расстоянии метра. Но, вероятно, это расстояние стоит увеличить.
Стоит отметить, что исследования биофизики кашля и чихания непосредственно при COVID-19 пока никто не проводил. Кроме того, чихание не основной симптом этой инфекции, гораздо чаще наблюдается кашель. А при нем, согласно более раннему исследованию Буруибы, капли распространяются не так далеко — на 2,5 метра (по горизонтали), если их диаметр около 30 микрометров.
Различные организмы используют капли воды для распространения. Аэрозоль, который получается при падении капель дождя на землю, помогает разлететься бактериям. А грибы (конкретно базидиомицеты), когда находятся во влажной атмосфере, формируют крупные капли воды, благодаря которым их споры отстреливаются в воздух.
Светлана Ястребова
За это оказался ответственен фактор транскрипции BACH1
Шведские и китайские ученые выяснили, что экспрессия генов, ответственных за образование новых сосудов — ангиогенез — в клетках рака легкого существенно повышается после обработки их антиоксидантами — витаминами С и Е и N-ацетилцистеином. Наиболее чувствительным к их антиоксидантным эффектам оказался фактор транскрипции BACH1, который непосредственно активировал гены ангиогенеза. Исследование опубликовано в Journal of Clinical Investigation. Рост опухоли легкого непосредственно связан с ангиогенезом — образованием новых кровеносных сосудов, — который обычно запускается гипоксией. Она опосредует транскрипцию генов факторов роста эндотелия сосудов, их рецепторов, эпидермальных факторов роста и ангиопоэтинов. Существуют препараты, которые направлены на снижение активности ангиогенеза (в том числе, за счет воздействия на перечисленные факторы), однако их эффективность остается неоднозначной. При этом появляется все больше свидетельств того, что ангиогенез в опухолях может контролироваться транскрипционными механизмами, не связанными с гипоксией. В основном эти механизмы основаны на реакции факторов транскрипции, чувствительных к изменениям окислительно-восстановительного баланса (редокс-чувствительные), на колебания уровней активных форм кислорода. К таким факторам относится, например, BACH1. Коллаборация шведских и китайских ученых под руководством Мартина Берго (Martin Bergo) из Каролинского института изучили, как антиоксиданты, влияющие на окислительно-восстановительный баланс, опосредуют процессы ангиогенеза. Они выяснили, что редокс-чувствительный фактор транскрипции BACH1 в линиях человеческих клеток рака легкого и экспериментальных опухолях у мышей контролирует васкуляризацию опухоли за счет ангиогенеза (воздействуя на гены, ответственные за него) и делает опухоль чувствительной к антиангиогенной терапии. Кроме того, BACH1 активируется в опухолевых клетках во время гипоксии и в ответ на введение антиоксидантов — витамина C, аналога витамина E и ацетилцистеина, — причем эта активация происходит как за счет транскрипционных, так и посттрансляционных механизмов. В частности, посттрансляционная стабилизация BACH1 в условиях гипоксии, вероятно, опосредуется снижением деградации, зависящей от пролилгидроксилирования, а его в восстановительных условиях — после введения антиоксиданта — опосредуется снижением гемозависимой деградации. По словам ученых, открытие того, что BACH1 стимулирует ангиогенез опухоли легкого и коррелирует с экспрессией генов ангиогенеза и белков в опухолях легких человека, делает его потенциальным биомаркером для оценки антиангиогенной терапии: в исследовании такая терапия останавливала рост опухолей с высокой экспрессией BACH1, но не рост опухолей с низкой экспрессией BACH1. Будущие исследования должны оценить связь этого биомаркера с другими опухолями — раком молочной железы и почек. Недавно мы рассказывали про то, что потеря Y-хромосомы по-разному повлияла на исходы рака. Так, в случае с колоректальным раком исходы улучшились, а в случае с раком мочевого пузыря — ухудшились.