نموذج جديد لقياس معدلات تنفس الأشخاص لتتبع القطرات الحاملة للفيروسات

هل تعرف إذا تعرضت لفيروس كورونا الجديد، ما مدى احتمالية إصابتك؟ وفقا للباحثين، يمكن أن يؤثر عدد جزيئات الفيروس التي تستنشقها وأين تهبط داخل الجهاز التنفسي على فرص الإصابة بـ COVID-19. ووفقا للدراسة التي نشرها موقع " medRxiv ، للعلوم الصحية،  فإن الأقنعة التي يتم ارتداؤها على الأنف لديها القدرة على منع أحجام القطرات التي من المرجح أن تصل إلى موقع الإصابة الأولى، ولكن الأخبار السيئة هي القطرات الحاملة للفيروسات التي يطردها حاملو COVID-19 للجفاف في الهواء ، مما يزيد من احتمالية تسببهم للأمراض.

ووفقًا لباحث بجامعة ولاية ساوث داكوتا الأمريكية، فلكى تصاب بالعدوى ، يجب أن تستنشق الفيروس أولاً ، لذا فإن أنماط الاستنشاق مهمة"، وطور الباحث بالجامعة، نموذجًا يستخدم معدلات التنفس لتتبع أحجام القطرات التي من المحتمل أن تصل إلى المنطقة الأكثر ضعفًا في الجهاز التنفسي.

وأوضح الباحث في دراسته، أن "القطرات التي يتم استنشاقها بعد الجفاف في الهواء الخارجي تحمل حمولة فيروسية أكبر"، و بدلاً من ذلك ، قد تكون الرطوبة النسبية المرتفعة في بلدان مثل البرازيل والهند مفيدة هذا الصيف.

تم فحص نتائج نمذجة استنشاق القطيرات من قبل الفريق العلمي في medRxiv ، خادم ما قبل الطباعة للعلوم الصحية ، وهي متاحة عبر الإنترنت، فيما تخضع مخطوطة البحث المطابقة حاليًا لمراجعة النظراء في PLOS One ، وهي مجلة علمية مفتوحة الوصول.

قطرات تدخل من خلال الأنف
 

أظهر الباحث أن دراسة استزراع الخلايا في جامعة نورث كارولينا تشابل هيل، أن الجزء العلوي من الحلق خلف الممرات الأنفية وفوق المريء وصندوق الصوت ، المعروف باسم البلعوم الأنفي ، يعمل كمنطقة بذر يسهل الوصول إليها، وأكدت دراسات أخرى ، بما في ذلك واحدة في جامعة أكسفورد هذه النتيجة.

وأشار إلى أن "الطبقة المخاطية في الممرات الأنفية الأمامية تجعل من الصعب على الفيروس إصابة هذه الخلايا"، علاوة على ذلك ، تحتوي الخلايا الهدبية التي تبطن البلعوم الأنفي الموجودة خلف التجويف الأنفي الأمامي على مستقبل سطحي يعرف باسم أنزيم ACE2 ، والذي يستخدمه الفيروس لدخول الخلايا، ثم تنتشر العدوى من موقع العدوى الأولي هذا إلى الرئتين من خلال شفط سوائل البلعوم الأنفي المحملة بالفيروس.

لتحديد أحجام القطرات التي من المرجح أن تصل إلى البلعوم الأنفي ، طور البحث، نماذج رقمية قائمة على التصوير المقطعي للمجال الجوي للأنف لاثنين من البالغين الأصحاء ومحاكاة أربعة معدلات استنشاق- ؛ 15 و 30 و 55 و 85 لترًا في الدقيقة.

وأوضح أن "معدل 15 لترًا يحدث أثناء الجلوس بهدوء والتنفس برفق بينما يتوافق 30 مع معدل تنفسك أثناء المشي"، ويقع الشهيق والتنفس بقوة في حدود 60 إلى 75 لترًا في الدقيقة.

وأشار إلى أنه "عندما يتم حساب متوسط ​​انتقال الفيروس على معدلات تنفس مختلفة ، فإن القطرات التي يتراوح حجمها من 2.5 إلى 19 ميكرونًا تؤدي أفضل وظيفة للهبوط في البلعوم الأنفي".

ووفقا للنتائج، ستكون هذه البيانات مفيدة في تطوير العلاجات المضادة للفيروسات المستنشقة واللقاحات المستهدفة داخل الأنف التي تصل إلى موقع الإصابة الأولى هذا.