Иммитационная модель распространения вируса гриппа

Рис. 5. Схема взаимодействия вируса и клетки

При кашле, чихании, разговоре из носоглотки больного или вирусоносителя выбрасываются частицы слюны, слизи, мокроты с болезнетворной микрофлорой, в том числе с вирусами гриппа. На короткий промежуток времени вокруг больного образуется зараженная зона с максимальной концентрацией аэрозольных частиц.

Частицы размером более 100 мкм (крупнокапельная фаза) быстро оседают. Дальность их рассеивания обычно не превышает 2-3 м (Жуков А.О., 2003).

Степень концентрации вируса гриппа и длительность его пребывания во взвешенном состоянии в воздухе в первую очередь зависят от величины аэрозольных частиц.

Последнее определяется силой и частотой физиологических актов - чихания, кашля, разговора. Эти данные наглядно подтверждают необходимость конкретной санитарной пропаганды соблюдения больными гриппом и другими ОРЗ элементарных гигиенических правил.

Стоит убедить больного чихать с закрытым ртом, как количество выбрасываемых в воздух аэрозольных частиц может быть уменьшено в 10-70 раз, а значит, снижена концентрация в воздушной среде вируса гриппа.

Если учесть, что 80 % выбрасываемых при этом частиц размером свыше 100 мкм, значит, они быстро будут оседать и иметь эпидемиологическое значение главным образом для лиц, находящихся в непосредственной близости от больного (табл. 1) (Жуков А.О., 2003).

Таблица 1.

Количество и соотношение частиц бактериального аэрозоля при чихании и кашле

Физиологические акты	Количество образуемых частиц тыс.	Соотношение частиц. %
		более 100 мкм	менее 100 мкм
Чиханье (сильное, с откры­тым ртом)	100-800	50	50
Чиханье (задержанное, с закрытым ртом)	10-15	80	20
Кашель средней силы	50—10	85-90	20-15

После заражения вирусные частицы задерживаются на эпителии дыхательных путей. Обычно клетки слизистой оболочки носа, горла и респираторного тракта "выметают" вирусов, таким образом, предотвращая инфекцию.

Однако в некоторых случаях, частицы вируса попадают прямо в альвеолы, обходя первичные защитные механизмы организма.

В дыхательных путях вирусы прикрепляются к клетке при помощи гемагглютинина. Фермент нейраминидаза разрушают клеточную мембрану слизистой и вирус проникает внутрь клетки путем клеточного включения (эндоцитоза). Затем вирусная РНК проникает в клеточное ядро.

В результате, в клетке нарушаются процессы жизнедеятельности и она сама, используя собственные ресурсы, начинает производить вирусные белки. Одновременно происходит репликация вирусной РНК и сборка вирусных частиц. Новые вирусы высвобождаются (одновременно происходит разрушение клетки, ее лизис) и поражают другие клетки.

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 103, а концу первых суток -1023. Высочайшая скорость размножения вируса гриппа объясняет столь короткий инкубационный период -1-2 суток.

Быстроте репродукции вируса благоприятствует распространение многих сотен вирионов, подготовленных лишь одной зараженной клеткой.

В дальнейшем вирус попадает в кровь и разносится по всему организму. Активация вирусом всей системы протеолиза и повреждение клеток эндотелия капилляров приводит к повышенной проницаемости сосудов, кровоизлияниям и дополнительному повреждению ткани. Вирус, попадая в кровь, вызывает угнетение кроветворения и иммунной системы, развивается лейкопения и другие осложнения (Жуков А.О., 2003).

В процессе своей жизнедеятельности вирус гриппа поражает мерцательный эпителий респираторного тракта. Физиологической функцией мерцательного эпителия является очищение дыхательных путей от пыли, бактерий и т.д. Если мерцательный эпителий разрушается, он уже не может в полной мере выполнять свои функции, и бактерии с большей легкостью проникают в легкие.

Таким образом, появляется опасность развития бактериальной суперинфекции (например, пневмонии и бронхита) (Иванников Ю.Г. Жуков А.И. Парсагашвили Е.З., 2002).

Рис. 6. Схема воздействия вируса на мерцательный эпителий A. Соединительная ткань, B. Базальная мембрана, C. Поврежденный участок эпителия, D. Окружающая среда

Описанная активность вируса гриппа представляет собой основное отличие между вирусной гриппозной инфекцией и другими ОРЗ, которые не всегда вызывают подобного рода поражения, или вообще не вызывают их. С другой стороны, симптоматика вирусной гриппозной инфекции и других ОРЗ приблизительно одинакова (табл. 2) (Иванников Ю.Г. Жуков А.И. Парсагашвили Е.З., 2002).

Таблица 2.

Защитные механизмы против вирусной инвазии и репликации

Защитные факторы организма	Антивирусные эффекты	Действие вируса
Слизь на поверхности эпителия дыхательного тракта	Предупреждение фиксации и перемещения вируса до достижения им эпителия	Нейраминидаза позволяет вирусу проникать сквозь мукозальную защиту
Интерферон	Очистка организма от вируса	Быстрая репликация вируса до эффективной зашиты интерферона
Т-лимфоциты, макрофаги	Деструкция вирус-инфицированных клеток	Быстрая репликация вируса до необходимой активации клеточного иммунитета
Антитела против вирусных белков	Нейтрализация вируса (предупреждение повторного заражения)	Антигенный дрейф

1.5. Симптомы и диагностика гриппа

Грипп - острое высоко контагиозное заболевание, которое отличается резким токсикозом, умеренными катаральными явлениями с наиболее интенсивным поражением трахеи и крупных бронхов.

Клиника гриппа и острых респираторных заболеваний, вызываемых различными вирусами, из-за сочетания общетоксических симптомов и поражения дыхательных путей, имеет много сходных черт.

Обычно грипп начинается остро. Инкубационный период , как правило, длится 1-2 дня, но может продолжаться до 5 дней.

Затем начинается период острых клинических проявлений . Тяжесть болезни зависит от многих факторов: общего состояния здоровья, возраста, от того, контактировал ли больной с данным типом вируса ранее. В зависимости от этого у больного может развиться одна из 4-х форм гриппа: легкая, среднетяжелая, тяжелая и гипертоксическая. Симптомы и их сила зависят от тяжести заболевания (Исаков В.А, 2005).

В случае легкой (включая стертые и субклинические) формы гриппа, температура тела может оставаться нормальной или повышаться не выше 38°С, симптомы инфекционного токсикоза слабо выражены или отсутствуют.

В случае среднетяжелой (манифестной) формы гриппа температура повышается до 38,5-39,5°С и отмечаются классические симптомы заболевания: интоксикация, обильное потоотделение, слабость, светобоязнь, суставные и мышечные боли, головная боль, катаральные симптомы, гиперемия мягкого неба и задней стенки глотки, гиперемия конъюнктив, респираторный симптомы, поражение гортани и трахеи, сухой (в ряде случаев - влажный) болезненный кашель, нарушение фонации, боли за грудиной, ринит (насморк), гиперемия, цианотичность, сухость слизистой оболочки полости носа и глотки.

Синдром сегментарного поражения легких - динамично нарастающая (в течение нескольких часов) легочно-сердечная недостаточность с типичной сегментарной тенью в одном из легких; при благоприятном исходе клинико-рентгенологические изменения разрешаются (практически бесследно) в течение 2-3 дней (дифференциальное отличие от пневмонии). При гипертоксической форме возможен отек легких, обычно заканчивающийся геморрагической пневмонией (Исаков В.А, 2005).

При развитии тяжелой формы гриппа температура тела поднимается до 40-40,5°С. В дополнение к симптомам, характерным для среднетяжелой формы гриппа появляются признаки энцефалопатии (психотические состояния, судорожные припадки, галлюцинации), сосудистые расстройства (носовые кровотечения, точечные геморрагии на мягком небе) и рвота.

При гипертоксической форме гриппа возникает серьезная опасность летального исхода, особенно для больных из группы риска. Эта форма гриппа включает в себя (помимо вышеперечисленных) следующие проявления: гипертермический синдром, менингизм (единичные или сочетанные менингеальные признаки при отсутствии достоверных воспалительных изменений со стороны мягких мозговых оболочек), энцефалопатия в сочетании с гемодинамическим расстройствами у детей (объединяют термином нейротоксикоз) - наиболее частая причина летального исхода при тяжелом гриппе; возникновение отечного геморрагического синдрома, развитие в различной степени выраженности дыхательной недостаточности, вплоть до отека легких (геморрагическая пневмония), а также отека мозга у отдельных больных.

Как правило, грипп диагностируется по совокупности клинических проявлений. При постановке диагноза гриппа необходимо учитывать время года и вероятность эпидемии гриппа (Исаков В.А., и др., 2000).

Синдром катарального воспаления (негнойные воспалительные изменения носоглотки и конъюнктивы глаз) - типичный диагностический признак многих респираторных вирусных инфекций.

Синдром сегментарного поражения легких - динамично нарастающая (в течение нескольких часов) легочно-сердечная недостаточность с типичной сегментарной тенью в одном из легких (сегментарный отек легких); при благоприятном исходе клинико-рентгенологические изменения проходят в течение 2-3 дней (дифференциальное отличие от пневмонии). При гипертоксической форме возможен отек легких, обычно заканчивающийся геморрагической пневмонией.

Лабораторные диагностические методы предназначены для целей ранней (экстренной) или ретроспективной диагностики (Исаков В.А., и др., 2000).

1.6. Эпидемиология гриппа

Об эпидемии говорят тогда, когда одновременно заболевают гриппом большое количество людей в одной стране. Продолжительность эпидемии гриппа обычно составляет 3-6 недель.

В случае пандемии грипп поражает одновременно большое количество людей в разных странах. В этом случае заболевание вызывается новыми серотипами вируса гриппа, к которым восприимчива подавляющая часть населения. Поэтому вирус распространяется с очень высокой скоростью и вызывает заболевание в очень тяжелой форме.

Самая жестокая из известных пандемий гриппа случилась в 1918 году. Предполагается, что первые случаи произошли в Китае, но первые документально подтвержденные случаи смертельного респираторного заболевания были описаны в Соединенных Штатах в марте 1918 и в портовых городах Франции, Испании и Италии в апреле 1918. Люди прозвали болезнь "испанской лихорадкой".

В течение 10 месяцев пострадало население всего мира. Повторные всплески заболевания произошли в 1918-19 и 1919-20 гг. и поразили тех, кто не заболел во время первого пика. Потери были ужасающие: по самым оптимистичным прогнозам от испанки умерло 20 млн. человек, однако по некоторым данным эта цифра достигла 40-50 млн.

Одной из основных загадок вируса гриппа является то, что большую часть времени вирус отсутствует в популяции. Эпидемии случаются, как правило, осенью или зимой (Северное полушарие) или весной и летом (в Южном полушарии). Длительность эпидемии составляет 1-3 месяца, после чего вирус снова исчезает.

Где он циркулирует в остальное время, где и как происходит антигенный дрейф, до сих пор до конца не ясно. Наиболее правдоподобная гипотеза говорит о том, что вирус циркулирует в районе экватора (где заболевания гриппом регистрируются круглогодично).

Выявляется четкая зависимость уровня заболеваемости городского населения от численности населения города. Наибольшая эпидемическая заболеваемость ОРЗ отмечена в городах с численностью населения 1 млн. и больше - 29,7%, в городах с населением от 500 тыс. до 1 млн. - 24,1%, а в городах с населением меньше 500 тыс. - 22,1%.

Также закономерно уменьшается в соответствующих группах городов и эпидемическая заболеваемость гриппом : 11,3% ; 10,9% и 9,7 % соответственно.

Грипп - сезонное заболевание. В Северном полушарии в местах с умеренным климатом он появляется, в основном, в зимние месяцы, к весенне-летнему периоду заболеваемость снижается.

В Южном полушарии вспышки гриппа бывают в период между маем и сентябрем. В тропических регионах заболевание не проявляется сезонно, хотя частота возникновения инфекции очень похожа на появление этого заболевания в умеренных зонах.

Вспышки заболевания регистрируются в любое время года, но наибольшая их частота наблюдается при смене погоды (например, в период муссонов в Индии).

Повышенная частота эпидемий в холодное время года, по-видимому, объясняется тем, что возникает большая скученность людей в закрытых помещениях во время холодной и влажной погоды (Бугаев В., 2004).

По мере развития эпидемии меняется распределение числа заболевших (с диагнозом, подтвержденным лабораторными исследованиями) по возрастным группам. Так, по мере расширения масштабов эпидемии происходит сдвиг в сторону детей дошкольного возраста и взрослых. Госпитализация лиц, достигших 65-летнего возраста и старше, приходится, как правило, на вторую половину эпидемии.

Резервуаром вируса как правило является больной человек. Последние вспышки гриппа (например, в Гонконге) дают основания предполагать, что возможна передача вируса типа А от животного к человеку.

Гриппом болеют люди любого возраста во всем мире, но наибольшее количество заболеваний наблюдается у детей в возрасте от 1 до 14 лет (37%), что в четыре раза выше, чем у пожилых (10%).

Период контагиозности начинается с конца инкубационного и длится весь лихорадочный период, достигая своего максимума через 1-2 дня после начала заболевания. После 5-7-го дня болезни концентрация вируса в выдыхаемом воздухе резко снижается, и больной становится практически неопасным для окружающих.

Большую эпидемическую опасность представляют больные, которые при заболевании гриппом не остаются дома, а продолжают посещать общественные места. Продолжая вести активный образ жизни, они успевают заразить большое число людей (Бугаев В., 2006).

Передача инфекции осуществляется воздушно-капельным путем. Вирус со слизистых дыхательных путей при дыхании, чихании, кашле, разговоре выделяется в огромной концентрации и может находиться во взвешенном состоянии несколько минут. Также существует вероятность передачи инфекции через предметы обихода, соски, игрушки, белье, посуду.

На рисунке 7 и 8 представлена информация о заболеваемости гриппа и ОРВИ населения РФ на 18.12.2006 г. и на 28.10.2007 год.

Рис. 7. Заболеваемость гриппа и ОРВИ в РФ на состояние 18.12.2006 г. - нет данных, - относительно стабильные уровни заболеваемости, - рост заболеваемости, - эпидемия, продолжающийся рост заболеваемости, - эпидемия, заболеваемость идет на спад, - снижение заболеваемости (Бугаев В., 2006).

Рис. 8. Заболеваемость гриппа и ОРВИ в РФ на состояние 28.10.2007 г. - нет данных, - относительно стабильные уровни заболеваемости, - рост заболеваемости, - эпидемия, продолжающийся рост заболеваемости, - эпидемия, заболеваемость идет на спад, - снижение заболеваемости (Бугаев В., 2007).

1.7. Факторы, влияющие на распространение гриппа

Американским ученым удалось экспериментально подтвердить лучшую выживаемость вируса гриппа при низкой температуре и влажности. Вирус передавался только по воздуху, температуру и влажность которого меняли в широком диапазоне. Оказалось, что при комнатной температуре максимальная эффективность передачи вируса наблюдается при двух значениях относительной влажности - при 20-35% и при 65%. При 50% передача вируса существенно ниже, а при влажности выше 80% она прекращается вовсе. Объясняется это явление тем, что капли с вирусом при такой влажности в воздухе не удерживаются и оседают на поверхности (PLoS Pathogens).

Грипп - это заболевание, возникающее сезонно. В Северном полушарии максимум заболеваемости гриппом приходится на зимние месяцы. В Южном полушарии, наоборот, пик заболеваемости регистрируется в летний период. В тропиках не отмечается какой-либо сезонности - вспышки гриппа появляются круглогодично, чаще всего при смене погоды. Вирус гриппа наиболее устойчив при низких температурах - он может сохранятся при температуре 4°С в течение 2-3 недель; прогревание при температуре 50-60°С вызывает инактивацию вируса в течение нескольких минут, действие дезинфицирующих растворов - мгновенно.

Вирусы гриппа типа А могут инфицировать несколько видов животных, включая птиц, свиней, лошадей, тюленей и китов. Вирусы гриппа, которые инфицируют птиц, называют "вирусами птичьего гриппа". Вирус птичьего гриппа обычно не передается человеку напрямую от птиц и не циркулирует среди людей, однако известны случаи заболевания и даже гибели среди людей во время вспышек 1997-1999 и 2003-2004 года. По-видимому, человек является конечным звеном в передаче вируса птичьего гриппа, т.к. до сих пор не зафиксировано случаев передачи этого вируса от человека человеку.

Изучение родословных вирусов гриппа в различных видах птиц показало, что вирусы гриппа птиц в Евразии и Америке эволюционировали независимо. Таким образом, миграция между этими двумя континентами (широтная миграция) практически не играет роли в трансмиссии вируса гриппа, в то время как птицы, мигрирующие по долготе, по-видимому, вносят решающий вклад в продолжающийся процесс эволюции вируса гриппа (Webster RG. Influenza: An Emerging Disease, Emerging Infectious Diseases 1998; 4(3):436-441).

Существует четыре основных пути миграции птиц, перелетающих на значительные расстояния, в особенности ржанок, пересекающих территорию России (указаны с запада на восток):

· Восточноафриканский-Евразийский

· Центральноазиатский-Индийский

· Восточноазиатский-Австралийский

· Западнотихоокеанский.

Из этих данных можно сделать выводы о распространении птичьего гриппа.

В случае обнаружения подозрений на зараженность птичьим гриппом птицехозяйство закрывается на карантин с запрещением ввоза-вывоза птицы


8-09-2015, 19:12