Die richtige Luftfeuchtigkeit kann eine wichtige Waffe bei der Bekämpfung des Coronavirus sein, wie neue Studien zeigen

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Eine potenziell wichtige Waffe gegen COVID-19 ist aus zwei nicht zusammenhängenden und scheinbar unauffälligen Beobachtungen hervorgegangen.

Das erste kam vor einigen Jahren, als Walter Hugentobler, ein Schweizer Arzt, der manchmal in einer Klinik am internationalen Flughafen Zürich praktiziert, vor einigen Jahren bemerkte, dass Piloten und Flugbegleiter das ganze Jahr über ungewöhnlich anfällig für Grippe waren, obwohl sie im Allgemeinen gesund waren.

In jüngerer Zeit bemerkte Hazhir Rahmandad, Ingenieur an der Sloan School of Management des Massachusetts Institute of Technology, dass sich COVID-19 in seiner Heimat Iran von Region zu Region unterschiedlich schnell ausbreitete, selbst wenn die Bevölkerungsdichte ähnlich war.

Beide Wissenschaftler führten anschließend Studien durch, die sich auf einen wichtigen Einblick in COVID-19 konzentrierten: Die Ausbreitung der Krankheit variiert wahrscheinlich erheblich mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Die Forschung legt nahe, dass eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 Prozent dem Körper helfen könnte, das Virus abzuwehren.

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Diese Eigenschaft des Virus lässt hoffen, dass wir die Ausbreitung des neuartigen Coronavirus durch einfache Maßnahmen wie die Installation von Luftbefeuchtern im Haushalt abschwächen können. In den trockenen Wintermonaten wird kalte Luft in das Haus gezogen und erwärmt, wodurch die relative Luftfeuchtigkeit gesenkt wird. Mit anderen Worten, die erwärmte Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, als sie tatsächlich enthält. Diese trockene Luft beeinträchtigt die Fähigkeit der Lunge, eindringende Viren zu beseitigen, und die Fähigkeit des Immunsystems, die Replikation des Virus zu verhindern. „Wir verbringen 90 Prozent unseres Lebens in Innenräumen, in denen die Luft im Winter sehr trocken ist“, sagt Akiko Iwasaki, ein Immunbiologe aus Yale, der eine der Studien leitete, mit Hugentobler als Co-Autor. “Genau dann überlebt und überträgt das Virus am besten.”

Die grippegefährdete Lage von Piloten und Flugbegleitern wirft ein neues Licht auf die seit langem bekannte Tendenz von Flus und einigen anderen Infektionen der Atemwege, im Winter ihren Höhepunkt zu erreichen. Die konventionelle Weisheit besagt, dass kältere Temperaturen Viren unterstützen und unser Immunsystem unterdrücken. Hugentobler vermutete jedoch, dass die extrem niedrige relative Luftfeuchtigkeit in Flugzeugkabinen der größere Schuldige sein könnte. (Die Häuser sind im Winter ähnlich trocken.) Er fand eine Reihe von Studien aus Jahrzehnten zuvor, in denen Luftbefeuchter in Innenräumen mit einer Verringerung der Fehlzeiten in Schulen, am Arbeitsplatz und beim Militär während der Wintermonate in Verbindung gebracht wurden. “Aber niemand hatte auf die Studien geachtet”, sagt er.

Der Befund hat jedoch einen Nachteil. Es unterstützt die Theorie, dass die Hitze und Feuchtigkeit des Sommers SARS-CoV-2 unterdrücken wird, was zu einem Rückgang neuer Fälle und Todesfälle führt. Die Atempause wäre sicherlich eine Erleichterung, aber Experten warnen davor, dass dies zu einer gefährlichen Selbstzufriedenheit führen könnte, die die Bedingungen für einen zerstörerischen Aufschwung der Pandemie festlegt, ähnlich wie bei dem Influenza-Ausbruch von 1918.

Ende letzten Jahres wies ein Kollege Hugentobler über den Atlantik auf Yales Iwasaki hin, der Anfang des Jahres eine bahnbrechende Studie veröffentlicht hatte, aus der hervorgeht, dass das Immunsystem von Mäusen bei niedriger Luftfeuchtigkeit geschwächt ist und sie weniger in der Lage sind, Atemwegserkrankungen abzuwehren. Hugentobler und ein dritter Forscher halfen Iwasaki, eine umfassende Übersicht aller relevanten Forschungsergebnisse zusammenzustellen. Sie fanden starke und konsistente Beweise dafür, dass die trockene, warme Luft, die im Winter in weiten Teilen der Welt in Innenräumen zu finden ist, dazu beiträgt, Viren intakt zu halten und gleichzeitig das Immunsystem und die schützenden haarartigen „Zilien“, die die Lunge auskleiden, zu belasten. “Während der Nacht verhindert die trockene Luft, dass die Zilien alle Schadstoffe und Viren entfernen, die Sie eingeatmet haben”, sagt Iwasaki.

Als die Pandemie ausbrach, überarbeiteten die drei Forscher ihre Studie, um die verfügbaren Daten zu den Auswirkungen niedriger Luftfeuchtigkeit auf das neuartige Coronavirus hinter COVID-19 zu berücksichtigen, was ihre Schlussfolgerungen stützte. Sie veröffentlichten Ende März eine vorläufige Version des Papiers online, um überwiegend positive Bewertungen von anderen Wissenschaftlern zu erhalten – obwohl Iwasaki feststellt, dass Social-Media-Kommentare die Standarddosis sexistischen Trolling enthalten, die die prominentesten Arbeiten von Wissenschaftlerinnen begleitet .

“Einige Menschen scheinen sich dadurch bedroht zu fühlen”, sagt sie. “Sie sehen Kritikpunkte, die Sie bei ähnlichen Arbeiten männlicher Wissenschaftler nicht sehen.” (Zum Beispiel sagen Kritiker manchmal, Iwasaki sei nicht qualifiziert, sich zu COVID-19 zu äußern, weil sie keine Ärztin ist, obwohl die meisten medizinischen Fortschritte aus Doktorandenlabors stammen. Ein Tweet, in dem sie sich über den Missbrauch beschwerte, erhielt über 11.000 Likes , hauptsächlich von Wissenschaftlern und Klinikern.)

Ungefähr zu der Zeit, als Iwasakis Studie veröffentlicht wurde, dachte Rahmandad vom MIT über die Variation der COVID-19-Infektionsraten in den iranischen Provinzen nach. Er bemerkte, dass die wärmeren, feuchteren Teile des Landes weniger von der Krankheit betroffen zu sein schienen – ebenso wie ein Großteil des warmen und feuchten Indiens und des restlichen Südasiens, obwohl die hohe Bevölkerungsdichte und der Verkehr mit China diese hätten verursachen sollen Bereiche ideal für die schnelle Ausbreitung von Infektionen. “Alles deutete darauf hin, dass etwas mit dem Wetter zu tun hat”, sagt Rahmandad.

Nachdem Rahmandad zuvor Untersuchungen zur Modellierung der Ausbreitung von Epidemien durchgeführt hatte, arbeitete er im April mit Wissenschaftlern aus Harvard, der University of Connecticut und Virginia Tech zusammen, um die Auswirkungen des Wetters auf COVID-19 herauszufinden. Aufgabe eins war es, zu versuchen, die verschiedenen signifikanten Fehler und Inkonsistenzen in den Daten zur Infektionsrate zu korrigieren, die aus verschiedenen Ländern eingegangen waren. “Die offiziellen Daten aus den meisten Ländern haben Infektionen stark unterzählt, und die Zahlen lagen zwischen acht und fünfzehn Tagen hinter der Krankheit”, sagt Rahmandad. “Wir mussten also viele Anpassungen vornehmen, um die wahren Zahlen für jeden Tag zu erhalten, damit wir sie an das aktuelle Wetter anpassen konnten.”

Ebenfalls im Team war Harvards Mohammad Jalali, ein Datenwissenschaftler, der sich auf Fragen der öffentlichen Gesundheit konzentriert. Ein Teil seiner Rolle in dem Projekt bestand darin, Wege zu finden, um die Ergebnisse anzupassen, um nicht wetterbedingte Unterschiede zwischen verschiedenen Ländern und Regionen zu berücksichtigen. „Wir mussten die Bevölkerungsdichte, soziale und kulturelle Normen sowie Unterschiede in der Regierungspolitik kontrollieren“, erklärt Jalali.

Nach fast zwei Monaten komplexer Datenorganisation, Berechnungen und Tests veröffentlichte die Gruppe Mitte Mai ihre vorläufigen Ergebnisse. Basierend auf Daten von mehr als 3.700 Orten auf der ganzen Welt von Dezember bis April stellte das Team fest, dass die Infektionsraten bei Temperaturen über 77 Grad, bei sehr hohem Sonnenlicht und steigender Luftfeuchtigkeit allmählich sinken. „Zusammengenommen bedeuten diese Faktoren, dass das Wetter die Übertragungsraten je nach Standort um 15 bis 40 Prozent beeinflussen kann“, sagt Rahmandad.

Die Auswirkungen auf den Sommer in den USA sind erheblich. Im Vergleich zu den Übertragungsraten der Krankheit zu Beginn der Pandemie im Winter werden die Übertragungsraten in den meisten USA auf dem Höhepunkt der Sommerhitze, des Sonnenlichts und der Luftfeuchtigkeit um etwa 30 Prozent sinken, prognostiziert Rahmandad. (Siehe die aktualisierten Vorhersagen der Wissenschaftler für verschiedene Standorte.)

Wenn Sie der Meinung sind, dass dies eine gute Nachricht ist, hat Rahmandad eine Warnung. Die Pandemie vollständig zu stoppen, was einen Rückgang der Übertragungsraten um 70 Prozent erfordern würde. Wenn Menschen und Regierungen während des warmen, feuchten Wetters selbstgefällig werden, kann es zu einem tödlichen Aufschwung kommen. “Das Sommerwetter allein wird bei weitem nicht ausreichen, um die Pandemie zu löschen”, sagt er. “Unsere Reaktionsstrategien zu lockern, weil wir glauben, dass das Sommerwetter das Bild verändern wird, wäre eine wirklich schreckliche Entscheidung.”

Die Forschung sollte jedoch Wissenschaftler und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens besser in die Lage versetzen, der Öffentlichkeit zu raten, den Kurs beizubehalten, wenn es um soziale Distanzierung und Masken geht, selbst wenn die Hitze und Feuchtigkeit steigen und neue Fälle abnehmen.

Wenn es an der Zeit ist, die Pandemie im Winter wieder aufleben zu lassen, könnten sich die potenziellen Vorteile von Luftbefeuchtern, wie sie in Iwasakis und Hugentoblers Arbeiten gezeigt werden, als wichtig erweisen. Laut Iwasaki könnte ein längerfristiger Schutz gegen die Winterspitze bei Atemwegserkrankungen – einschließlich künftiger Pandemien – durch die Änderung der Bauvorschriften entstehen, um Konstruktionen zu erzwingen, die die Luftfeuchtigkeit in den kälteren Monaten besser aufrechterhalten. “Das ist besonders wichtig in Krankenhäusern und Pflegeheimen”, sagt sie. Sie fügt hinzu, dass sie versucht hat, die Weltgesundheitsorganisation zu drängen, um sofort eine Initiative mit hoher Priorität für eine bessere Befeuchtung in Innenräumen zu unterstützen, aber noch keine Antwort erhalten hat.

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