Ученые объяснили, как распознать суперраспространителя вирусов

Работа ученых из Университета Центральной Флориды (UCF) показывает, как определенные физиологические особенности могут превратить людей в суперраспространителей вируса. Статья об этом опубликована в издании Physics of Fluids.

В своем исследовании ученые из отделения механической и аэрокосмической инженерии UCF использовали компьютерные модели для моделирования чихания у разных людей. На основе полученных данных они определяли взаимосвязь между определенными чертами человека и тем, насколько далеко он разбрызгивает аэрозольные частицы при чихании.

«Это первое в своем роде исследование, цель которого — понять, почему чих может так далеко путешествовать», — говорит один из соавторов исследования Майкл Кинзель. По словам ученого, ему вместе с коллегами удалось указать физиологические факторы, влияющие на интенсивность и площадь разбрызгивания частиц слюны и слизи при чихании.

Например, если человек чихает сразу после того, как высморкался, и, соответственно, его нос при этом уже не заложен, то скорость полета частиц и расстояние, на которое они разбрызгиваются, заметно уменьшаются. Это связано с тем, что при заложенности носа область, из которой может выйти воздух, ограничена, и это приводит к увеличению скорости потока.

Геометрия путей воздушных потоков (A) у людей с чистой полостью носа и полным набором зубов (B) у людей с чистой полостью носа и без зубов (С) у людей с заложенным носом и без зубов (D) у людей с заложенным носом и полным набором зубов / Kinzel, Ahmed, Reyes & Fontes, Physics of Fluids, 2020

Примерно так же на интенсивность чихания влияют зубы: люди с полным набором зубов сильнее и дальше разбрызгивают аэрозольные частицы. «Зубы создают эффект сужения струи, что делает ее более сильной и бурной», — объясняет Кинзель. Моделирование показали, что расстояние разлета аэрозольных капель, выбрасываемых при чихании человеком с заложенным носом и полным набором зубов, примерно на 60 процентов больше, чем в других случаях. Именно такие люди — первые кандидаты на роль суперраспространителей вируса.

Также на распространение слюны при чихании заметно влияет консистенция слюны. Чем она жиже, тем мельче получаются капли, чем при более вязкой. Кроме того, мелкие аэрозольные частицы гораздо дольше остаются во взвешенном состоянии и несут опасность для окружающих.

Работа исследователей связана с проектом по созданию капель от кашля при Covid-19: это средство будет сгущать слюну, чтобы сократить расстояние разлета капель при чихании и кашле и, таким образом, снизить риск передачи инфекционных заболеваний. Авторы работы надеются провести ряд клинических испытаний в ходе своего исследования, чтобы затем сравнить результаты моделирования с результатами, полученными на реальных людях из разных слоев общества.