Холодные температуры могут сделать наши дыхательные системы более уязвимыми для инфекций

Зимняя погода может влиять на то, насколько хорошо вы можете избежать вируса, согласно новому исследованию.

Отредактировано 2023-17-06
Мужчина в пиджаке чихает в пледМужчина сморкается, когда погода становится все холоднее.

В пятницу Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) опубликовали еженедельную карту активности гриппа. Новейшая карта показывает, что сезон гриппа 2022-2023 годов уже идет плохо и набирает обороты особенно рано. Совокупный уровень госпитализации за последнюю неделю года в настоящее время выше, чем в этот период сезона гриппа за последнее десятилетие.

Между обычными простудами, гриппом, респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ) и COVID-19 наступило то самое чихательное время года, когда люди болеют направо и налево. Некоторые факторы, влияющие на распространение и рост заболеваемости инфекциями верхних дыхательных путей, до сих пор озадачивают ученых. На самом деле, не так давно теория миазмов, или идея о том, что "плохой воздух" вызывает болезни, была гораздо более популярной. Хотя некоторые болезни, безусловно, передаются через воздух, именно вирусы или бактерии, передающиеся воздушно-капельным путем, а не сам воздух, делают нас больными.

Новое исследование Массачусетской больницы глаз и ушей и Северо-восточного университета, опубликованное сегодня в журнале "Journal of Allergy and Clinical Immunology", показало, что специфический иммунный ответ внутри носа, который борется с вызывающими инфекцию вирусами верхних дыхательных путей, подавляется при более низких температурах. Это повышает вероятность возникновения инфекций при понижении температуры.

"Традиционно считалось, что сезон простуды и гриппа приходится на прохладные месяцы, потому что люди больше находятся в помещении, где вирусы легче распространяются воздушно-капельным путем", - сказал Бенджамин С. Блейер, директор отдела трансляционных исследований в области отоларингологии в Массачусетском университете глаз и ушей и соавтор исследования. Eye and Ear и соавтор исследования, сказал в своем заявлении. "Наше исследование, однако, указывает на биологическую первопричину сезонных колебаний вирусных инфекций верхних дыхательных путей, которые мы наблюдаем каждый год, что недавно было продемонстрировано во время пандемии COVID-19".

Отчасти эффективность ношения маски заключается в том, что она защищает и закрывает нос. Наши ноздри являются вероятным местом проникновения микробов, поскольку нос - одна из первых точек контакта между внешней средой и внутренними органами организма. Если патогенные микроорганизмы вдыхаются или мы помещаем их на переднюю часть носа с помощью рук, они могут проделать обратный путь через дыхательные пути и попасть в организм. Попав внутрь, они могут инфицировать клетки и привести к инфекции верхних дыхательных путей.

В 2018 году было проведено исследование, целью которого было лучше понять загадку того, как дыхательные пути защищают себя от этого натиска патогенов. Оно показало, что при вдыхании бактерий через нос запускается врожденный иммунный ответ. Клетки, расположенные в передней части носа, обнаруживают бактерии и затем выпускают миллиарды внеклеточных пузырьков (ВП) в слизь. Эти крошечные мешочки, наполненные жидкостью, окружают бактерии и атакуют их. По словам Блейера, высвобождение этих EV похоже на "пинание осиного гнезда".

Исследование 2018 года также показало, что EV's могут перемещать защитные антибактериальные белки по слизи от передней части носа к задней части вдоль дыхательных путей. Этот механизм защищает другие клетки от бактерий, прежде чем у них появится шанс проникнуть слишком далеко в организм. Это исследование помогло подготовить почву для более тщательного изучения факторов, влияющих на эту реакцию в носу.

Другие исследования показали, что EVs присутствуют в носовых ходах младенцев, инфицированных RSV и другими респираторными инфекциями.

В новом исследовании команда изучила реакцию клеток и образцов тканей носа на три различных вируса: один коронавирус и два риновируса, вызывающих простуду. Образцы были взяты из носа здоровых добровольцев, а также пациентов, перенесших операцию.

Команда обнаружила, что каждый вирус вызвал этот ответ EV swam из клеток носа с помощью сигнального пути, который отличается от того, который используется для борьбы с бактериями. Когда рой EV был выпущен, они действовали как приманки, принося с собой рецепторы, с которыми вирус мог связываться, вместо того, чтобы приносить с собой клетки носа для заражения.

"Чем больше приманок, тем больше EVs могут уничтожить вирусы в слизи, прежде чем у вирусов появится шанс связаться с клетками носа, что подавляет инфекцию", - сказал в своем заявлении Ди Хуанг, научный сотрудник Mass Eye and Ear и Northeastern и соавтор исследования.

Температура особенно важна для носового иммунитета, поскольку внутренняя температура носа зависит от температуры вдыхаемого воздуха. Чтобы посмотреть, как более низкие температуры влияют на этот ответ EV swam, команда взяла здоровых добровольцев с комнатной температурой, а затем подвергла их воздействию температуры 39,9° F в течение 15 минут. После воздействия холодного воздуха они обнаружили, что температура внутри носа снизилась примерно на 9° F. Затем они провели такое же снижение температуры с тканями носа и обнаружили, что количество EVs, секретируемых клетками носа, уменьшилось почти на 42 процента, а содержание противовирусных белков в EVs также ухудшилось.

По словам команды, эти результаты дают объяснение механизмам, лежащим в основе сезонных колебаний инфекций верхних дыхательных путей.

В интервью PopSci директор отдела легочных исследований Канзасского университета Навнит Дхиллон также высоко оценивает это исследование как шаг в лучшем понимании механизмов, лежащих в основе распространения заболевания.

"Я думаю, что это хорошее исследование, и одна из новинок этого исследования - воздействие холодом", - сказал Дхиллон. "Следующим важным шагом будет доказательство терапевтической эффективности EVs в условиях реальной инфекции, с репликацией вируса. Но они уже провели очень подробное исследование со всеми своими экспериментами". Дхиллион не принимал участия в исследовании.

Ринолог Зара Патель, профессор отоларингологии и хирургии головы и шеи в Медицинской школе Стэнфордского университета в Калифорнии, сказала CNN: "Это первый случай, когда у нас есть биологическое, молекулярное объяснение одного из факторов нашего врожденного иммунного ответа, который, по-видимому, ограничивается более низкими температурами".

Она также добавила: "Важно помнить, что это исследования in vitro, то есть, хотя для изучения иммунного ответа используются ткани человека в лаборатории, это не исследование, проводимое внутри носа человека. Часто результаты исследований in vitro подтверждаются in vivo, но не всегда". Патель также не принимал участия в этом исследовании.

Следующие шаги включают попытку воспроизвести эти результаты с другими заболеваниями, а также команда считает, что этот процесс может помочь в разработке методов лечения, которые могут вызвать и усилить врожденный иммунный ответ носа.

"Мы обнаружили новый иммунный механизм в носу, который постоянно подвергается бомбардировке, и показали, что ставит под угрозу эту защиту", - сказал Мансур М. Амиджи, профессор фармацевтических наук Северо-Восточного университета и соавтор исследования, в своем заявлении. "Теперь вопрос меняется на "Как мы можем использовать это природное явление и воссоздать защитный механизм в носу и усилить эту защиту, особенно в холодные месяцы?".