Почему зимой люди чаще болеют простудой и гриппом?

В воздухе витает холод, и все вы знаете, что это значит - пришло время сезона простуды и гриппа, когда кажется, что все, кого вы знаете, внезапно чихают, сопливят или что похуже.  Как будто эти надоедливые микробы и вирусы врываются с первым порывом зимней погоды.

Тем не менее, все мы знаем, что микробы присутствуют круглый год - просто вспомните свою последнюю летнюю простуду.  Так почему же люди чаще болеют простудой, гриппом, а теперь и Covid-19, когда на улице холодно?

Ученые, стоящие за новым исследованием, возможно, нашли биологическую причину, по которой мы болеем респираторными заболеваниями зимой намного чаще. Они даже называют это научным прорывом. Оказывается, холодный воздух сам по себе повреждает иммунный ответ, возникающий в носу.

"Впервые у нас есть биологическое и молекулярное объяснение одного фактора нашего врожденного иммунного ответа, который, по-видимому, ограничивается более низкими температурами", - сказала ринолог доктор Зара Патель, профессор отоларингологии и хирургии головы и шеи в Стэнфорде (университетская школа медицины в Калифорнии). При этом она не участвовала в новом исследовании.

Фактически, снижение температуры внутри носа всего на 9 градусов по Фаренгейту (5 градусов по Цельсию) убивает почти 50% из миллиардов клеток, борющихся с вирусами и бактериями в ноздрях, согласно исследованию, опубликованному в журнале об аллергии и клинической иммунологии.

"Холодный воздух связан с повышенной вирусной инфекцией, потому что люди, по сути, теряют половину своего иммунитета только из-за этого небольшого падения температуры", - сказал ринолог доктор Бенджамин Блейер, директор трансляционных исследований отоларингологии в Массачусетском университете, доцент Гарвардской медицинской школы в Бостоне.

"Важно помнить, что это исследования in vitro, а это означает, что, хотя в лаборатории используются ткани человека для изучения этого иммунного ответа, это исследование не проводится внутри чьего-то настоящего носа", - сказала Патель в электронном письме. "Часто результаты исследований in vitro подтверждаются in vivo, но не всегда".

"Осиное гнездо"

Чтобы понять, почему это происходит, Блейер и его команда, а также соавтор Мансур Амиджи, возглавляющий кафедру фармацевтических наук Северо-восточного университета в Бостоне, отправились на разгадывание научного детектива.

Вирус или бактерия вторгаются в нос, основной пункт проникновения в организм.  Команда обнаружила, что сразу же после вторжения, передняя часть носа обнаруживает микробы (или вирусы), задолго до того, как задняя часть носа узнает о злоумышленнике.

В этот момент клетки, выстилающие нос, немедленно начинают создавать миллиарды простых копий самих себя, называемых внеклеточными везикулами, или ВВ.

"Внеклеточные везикулы не могут делиться, как клетки, но они похожи на маленькие мини-версии клеток, специально предназначенные для уничтожения этих вирусов (или микробов)", - сказал Блейер.  "Они действуют как приманки, поэтому, когда вы вдыхаете вирус, вирус прилипает к этим приманкам, а не к клеткам".

Эти "мини приманки" затем выбрасываются клетками в носовую слизь (да, в сопли), где они прекращают вторжение микробов, прежде чем они смогут добраться до места назначения и размножиться.

"Это одна из, если не единственная, часть иммунной системы, которая покидает ваше тело, чтобы бороться с бактериями и вирусами, прежде чем они действительно попадут в ваше тело", - сказал Блейер.

По словам Блейера, после создания и рассеивания в выделениях из носа миллиарды внеклеточных везикул начинают кишеть мародерствующими микробами.

"Это как если бы вы попытались  разорить осиное гнездо. Что бы произошло в этом случае?  Вы можете увидеть несколько шершней, летающих вокруг гнезда, но когда вы пытаетесь их разогнать, все остальные шершни вылетают из гнезда, чтобы атаковать вас, прежде чем вы сможет попасть в само гнездо", - сказал он. "Вот так тело уничтожает эти вдыхаемые вирусы, поэтому они не могут попасть в клетку".

Значительное увеличение иммунной силы

Исследование показало, что при атаке нос увеличивает производство внеклеточных пузырьков на 160%.  Были и дополнительные отличия: на поверхности внеклеточных везикул было намного больше рецепторов, чем у исходных клеток, что повышало способность миллиардов внеклеточных везикул в носу останавливать вирус.

"Просто представьте рецепторы в виде маленьких торчащих ручек, пытающихся схватиться за вирусные частицы, когда вы их вдыхаете" , - сказал Блейер.  "Также мы обнаружили, что каждая везикула имеет в 20 раз больше рецепторов на поверхности, что делает их очень липкими". 

Клетки в организме также содержат вирусного убийцу, называемого микроРНК, который атакует вторгшиеся микробы.  Тем не менее, исследование показало, что внеклеточные везикулы в носу содержат в 13 раз больше последовательностей микроРНК, чем нормальные клетки.

Так что нос вступает в бой, вооруженный некоторыми дополнительными сверхспособностями.  Но что происходит с этими преимуществами, когда наступают холода?

Чтобы выяснить это, Блейер и его команда подвергли четырех участников исследования воздействию температуры 40 градусов по Фаренгейту (4,4 градуса по Цельсию) на 15 минут, а затем измерили условия внутри их носовых полостей.

"Мы обнаружили, что когда вы подвергаетесь воздействию холодного воздуха, температура в вашем носу может упасть на целых 9 градусов по Фаренгейту.  И этого достаточно, чтобы по существу свести на нет все три иммунных преимущества, которыми обладает нос", - сказал Блейер.

На самом деле, этого небольшого холода на кончике носа было достаточно, чтобы вывести из строя почти 42% внеклеточных везикул, сказал Блейер.

"Точно так же у вас есть почти половина количества этих микроРНК-убийц внутри каждой везикулы, и вы можете уменьшить количество рецепторов на каждой везикуле до 70%, что делает их гораздо менее липкими", - сказал он.

Как это влияет на способность бороться с простудой, гриппом и Covid-19

По словам Блейера, это вдвое снижает способность вашей иммунной системы бороться с респираторными инфекциями.

Вам не нужно надевать носок на нос, но... как оказалось, пандемия дала нам именно то, что нужно, чтобы бороться с холодным воздухом и поддерживать высокий иммунитет, сказал Блайер.

"Мало того, что маски защищают вас от прямого вдыхания вирусов, это также похоже на ношение свитера на носу" - сказал он.

Патель согласилась: "Чем теплее будет ваша внутриносовая температура, тем лучше будет работать этот врожденный механизм иммунной защиты.  Может быть, это еще одна причина носить маски!"

В будущем Блейер ожидает разработки местных назальных препаратов, основанных на этом научном открытии.  По его словам, эти новые фармацевтические препараты "по сути обманут нос, заставив его думать, что он только что встретил вирус".

"Благодаря такому воздействию все эти дополнительные шершни будут летать в вашей слизистой, защищая вас, а не нападая" - добавил он.