Wirusy i maseczki

​01.01.2020

Dawid Ciemięga

Czy maseczka na twarzy może zatrzymać wirusa?

Ta pozornie banalna kwestia stała się problemem na skalę całego świata, bo nie tylko w Polsce tysiące już osób twierdzi - wirus jest malutki, maseczka go nie zatrzymuje. Choć coraz więcej osób w samego wirusa już nawet nie wierzy. Ale mamy jeszcze wirusa grypy i przy tej okazji niedawno rekomendowałem, aby w okresie jesień - zima, kiedy mamy sezon grypowy, noszenie maseczek było normą - nie tylko w czasie pandemii COVID19. Spotkała mnie za to krytyka i przez dobre dwa tygodnie dostawałem każdego dnia mnóstwo mniej lub bardziej obraźliwych wiadomości od ludzi gotujących się z nienawiści, którzy koniecznie chcieli mi wytknąć, że o medycynie i wirusach nie mam większego pojęcia, w przeciwieństwie do nich. Każdy z nich oczywiście formalnych kompetencji nie ma, ale przecież Facebook jest pełen grup typu "Nie wierzę w koronawirusa" gdzie kilku "expertów" wykłada wszystkie nauki ścisłe a cała reszta czuje się jakby dzięki temu skończyła medycynę na Cambridge i mogą już pouczać innych.

m.jpg

Wydaję się również, że panuje rozbieżność co do zasadności noszenia maseczek, ponieważ nie brakuje osób, nawet z tytułami profesorskimi, którzy mają inne zdania na ten temat. Zwykle też ktoś stara się mi wmówić, że tacy ludzi bez wątpienia muszą być dla mnie autorytetem, bo mają jakiś tytuł. Jestem już tym strasznie znudzony. Moim autorytetem jest, w odpowiedniej kolejności: David Gilmour, Mama Muminka, Charles Bukowski i kilka innych osób, które dyplomów takich nie mają ale po prostu sensownie mówią. Problem dziś jest taki, że wiele osób z tytułami i dyplomami nie ma pojęcia o czym mówi. Szczególnie widać to w ostatnim czasie, kiedy ciągle ktoś powołuje się na to co jest w innych krajach i podaje to za przykład, ale o tym jak tam faktycznie sprawy się mają, nie mają pojęcia. 

Sars CoV2 odpowiedzialny za COVID19 ma rozmiar około 100 nm (0,1 mikrometra), wirus grypy około 120 nm (0,12 mikrometra), oba są zbyt małe aby zatrzymały je powszechnie stosowane maseczki, jednak chodzi tu o coś innego. Zanim jednak to wyjaśnię, krótka wzmianka o typach maseczek. Warto przy okazji zwrócić uwagę na pyły PM2,5, ponieważ stanowią one najbardziej szkodliwy element zanieczyszczonego powietrza i smogu. 

 

Najbardziej nas interesuje, jakiej wielkości cząsteczki dany typ maseczki jest w stanie zatrzymać. Mówią o tym oznaczenia FFP (filtering face piece). Ogólnie można przyjąć, że poniższe typy stanowią dobrą barierę dla następujących cząsteczek:

FFP 1 - powyżej 1 um

FFP 2 - 0,5 do 1 um

FFP 3 - mniejsze niż 0,5 um

Poniższa tabela przedstawia bardziej dokładny podział i charakterystykę maseczek

Magiczne 0,3 um !

Cząsteczki bliskie tej wielkości określa się mianem MPPS (most penetrating particle size) i mają one największa zdolność penetracji przez włókniste materiały filtracyjne. Nie obowiązuje tutaj zasada prostoliniowego myślenia typu - im mniejsza cząsteczka, tym lepiej przechodzi przez maseczkę, ponieważ wpływ na to ma poza wielkością, kilka różnych czynników, m.in interakcje cząsteczek z otoczeniem, w którym się znajdują. 

Dlaczego cząsteczki mniejsze od 0,3 um nie przechodzą przez filtry łatwiej a przecież wydawać by się mogło, że skoro są mniejsze to powinny ?

Przy tak małych cząstkach uwzględnia się zjawisko zwane "Ruchami Browna", które powoduje, że tak małe cząsteczki zachowują się jak piłka w pinballu, ciągle się odbijają. Są one przez to lepiej zatrzymywane przez filtry niż wynikałoby to z prostego zestawienia filtr - wielkość cząsteczki. Dlatego filtry, które dobrze zatrzymują cząsteczki 0,3 um, potrafią również zatrzymywać cząsteczki mniejsze. 

Co daje maseczka chirurgiczna ?

Maseczki chirurgiczne są najmniej skutecznymi rodzajami zabezpieczeń, podobnie jak materiałowe zakrycia twarzy. Nie zapewniają one wysokiej ochrony przed najmniejszymi cząsteczkami, choć testy w USA maseczek chirurgicznych wykazywały zdolności filtracji cząsteczek mniejszych niż 0,5 um. Można również wskazać publikacje pokazujące zdolności zatrzymywania przez maseczki chirurgiczne i bawełniane cząsteczek wielkości pojedynczego wirusa o rozmiarze 0,1 mikrometra. Przykład tego widzicie poniżej, publikacja prezentuje wyniki eksperymentu, w którym stopień zatrzymywania cząsteczek 3 razy mniejszych niż wirus (30 nm) wynosił nawet powyżej 50%. Wyraźnie też widać gorszą skuteczność maseczek bawełnianych, choć nie są one zupełnie bezużyteczne. 

A teraz najważniejsze

Wirusy są malutkie i bez problemu mogłyby swobodnie latać wszędzie bez ograniczeń, jak marszałek Kuchciński rządowym samolotem. Ale nie mają skrzydełek, ich przemieszczanie odbywa się głównie poprzez malutkie drobinki wydzielinki z naszej tchawiczki. 

W czasie kaszlnięcia produkujemy kilka tysięcy kropelek zawierających bakterie i wirusy a w czasie kichnięcia ta liczba idzie już w dziesiątki tysięcy. W ciągu każdej godziny przynajmniej kilka razy dotykamy rękami naszej twarzy i przenosimy na nie część wydzieliny z ust i nosa.

 

Jeśli wydalamy wirusa grypy lub koronawirusa zostawiamy go tym sposobem na przedmiotach codziennego użytku, w tym poręczach i klamkach.

 

A jeśli go nie wydalamy, bo jesteśmy zdrowi, to dotykając wspomnianych przedmiotów zbieramy wirusa i odwrotną drogą przenosimy na twarz, skąd dostaje się do naszego organizmu. 

Rozprzestrzenianie się wirusów w mikrokropelkach wydzieliny dróg oddechowych określa się jako droga kropelkowa i należy wyróżnić tutaj dwa rodzaje cząsteczek:

1. Cząsteczki > 5 um - kropelki oddechowe, które mają mniejszy zasięg, są cięższe i szybciej opadają.

2. Cząsteczki < 5 um - są na tyle małe, że tworzą w powietrzu infekcyjny aerozol, czyli unoszące się mikrokropelki zawierające wirusy, który ma kilkukrotnie większy zasięg niż wcześniej opisane większe cząsteczki. 

mgielka.jpg

Wirusy też potrzebują wody!

Wszystko co żyje potrzebuje wody. Wirusy nie są żywe w takim sensie w jakim określamy bakterie, grzyby, rośliny i zwierzęta, ale jako struktury mające potencjał zakaźny, również potrzebują wody do zachowania swojej funkcjonalności. Kiedy jej brakuje i wirus znajdzie się na jakieś powierzchni - wysycha i ulega rozpadowi. A to dlatego, że wirus zbudowany jest z materii organicznej, która ulega różnym wpływom środowiska zewnętrznego. Ich otoczki zbudowane są z białek i lipidów, których trwałość zależy od warunków otoczenia. Np. wirus HIV poza organizmem nie jest w stanie przetrwać dłużej niż kilkanaście godzin.

 

Wirus grypy poza organizmem może przetrwać 24-48 godzin, powyżej tego czasu jego potencjał zakaźny jest znikomy. Choć istnieje wiele danych mówiących o tym, że materiał genetyczny wirusa był obecny jeszcze przez kilka dni na jakieś powierzchni, nie oznacza to, że wirus tak długo przetrwał i mógł być zdolny do infekowania. Można założyć, że wiele wirusów może przetrwać poza organizmem przez pierwsze 24 godziny i zachować pełen potencjał zakaźny. 

Wirusy szybciej giną na powierzchniach porowatych, ponieważ one bardziej chłoną wodę, dlatego wirus dłużej utrzyma się na klamce niż na papierze.

Maseczka chirurgiczna vs brak maseczki

Powyżej przedstawiłem trochę teoretycznych rozważań i suchych danych, na szczęście istnieje wiele prostych eksperymentów, które pokazują co dzieje się przed naszą twarzą, kiedy kaszlemy i kichamy i jaka jest różnica, gdy twarz zakryta jest zwykła maseczką chirurgiczną.

EboC94MWsAEkqpb.jpg

Jak zwykła maseczka chroni przed grypą !

Foliarze powtarzają swoją mantrę - wirus ma 100 nm i może swobodnie przechodzić przez szczeliny maseczki (dodając po tym całą masę oszczerstw, bo lekarze mówią o noszeniu maseczek). Takie osoby nie tylko się ośmieszają i kompromitują, ale przede wszystkim udowadniają, że różne rzekomo obraźliwe określenia, którymi ich się nazywa - są po prostu czymś słusznym. 

Poniższy eksperyment pokazuje, że zwykła maseczka chirurgiczna o najgorszych właściwościach zabezpieczających przed patogenami, bez wątpienia posiada zdolności zatrzymywania wirusów grypy wydalanych przez osoby zarażone. 

"Surgical masks worn by patients reduce aerosols shedding of virus. The abundance of viral copies in fine particle aerosols and evidence for their infectiousness suggests an important role in seasonal influenza transmission."

Influenza Virus Aerosols in Human Exhaled Breath: Particle Size, Culturability, and Effect of Surgical Masks
doi.org/10.1371/journal.ppat.1003205

W badaniu wykazano, że maseczki chirurgiczne zatrzymują mikrodrobinki wydzielin chorych, zawierające wirusy grypy. 

Korzyści dla zdrowia wynikające z noszenia maseczki !

W internecie znajdziemy mnóstwo informacji o tym, że maseczki działają niekorzystnie na nasz organizm, powodują m.in grzybicę, niedotlenienie. Prawda jest jednak zupełnie inna, ponieważ noszenie maseczek w okresie jesienno-zimowym poza rolą w kontekście pandemii COVID19, ma pewne istotne korzyści. Oto dowody:

Maseczki odgrywają istotną rolę w temacie smogu, który bez wątpienia ma wpływ na nasze zdrowie. Pyły PM2,5 wchodzące w skład smogu nie tylko podrażniają drogi oddechowe, co jako lekarze wyraźnie widzimy u pacjentów, kiedy wskaźniki idą w górę, smog wpływa również na układ krążenia, układ nerwowy i ciąże. Dzieje się tak ponieważ najmniejsze cząsteczki przenikają z płuc do krwi i oddziałują na cały organizm. Istnieją rzetelne dowody naukowe, które potwierdzają korzyści zdrowotne wynikające z noszenia maseczek, dzięki którym zmniejsza się ilość zanieczyszczeń które wdychamy. W badaniach stosowano maski antysmogowe o odpowiednich filtrach i właściwościach zatrzymywania małych cząsteczek, a więc według logiki foliarzy - bardziej zabierających swobodę oddychania. A jednak wykazano, że dzięki takim maskom uzyskano korzystne wyniki dotyczące ciśnienia krwi, rytmu serca, samopoczucia, skali podrażnienia dróg oddechowych i kaszlu. 


Beneficial cardiovascular effects of reducing exposure to particulate air pollution with a simple facemask
Part Fibre Toxicol. 2009; 6: 8. 


Reducing personal exposure to particulate air pollution improves cardiovascular health in patients with coronary heart disease ; Environ Health Perspect 2012 Mar;120(3):367-72.


Skutki uboczne noszenia maseczek?

Czy ktoś kiedykolwiek słyszał o epidemii grzybic jamy ustnej i płuc u chirurgów? Nikt. Nikt również nie słyszał przed pandemią COVID19, aby maseczki mogły powodować negatywne skutki zdrowotne, wszystko się zmieniło kiedy do gry weszli foliarze i zaczęli produkować całą masę różnych, choć równie bezwartościowych informacji. Maseczki mogą sprawiać dyskomfort osobom chorującym na astmę oraz inne przewlekłe choroby układu oddechowego, szczególnie w ciepłe dni. Mogą też przyczyniać się do bólów głowy u osób, które mają z nimi częste problemy. Podobnie jak ma się to w sytuacji, kiedy znajdziemy się w pomieszczeniu, w którym jest nam "duszno". Wszystkie inne opowieści o groźnych dla życia skutkach noszenia maseczek to zwykłe brednie. 


Dlaczego zmieniały się rekomendacje?

Na początku pandemii zwracano uwagę na to, że tylko osoby chore powinny nosić maseczki aby nie roznosić wirusa. Następnie wdrażano kolejne restrykcje i pojawiła się konieczność noszenia maseczek przez wszystkich. Stało się tak po tym, jak wykazano możliwość bezobjawowego przebiegu COVID19, a przede wszystkim, kiedy okazało się, że takie osoby wydalają wirusa. 


Wnioski

Po pierwsze - nie jest to artykuł, który w sposób dokładny i wyczerpujący przedstawiłby temat maseczek, ponieważ chciałbym aby był zrozumiały dla każdego odbiorcy bez względu na poziom wiedzy w danych dziedzinach, dlatego postanowiłem nie rozwijać bardziej skomplikowanych kwestii i ograniczyć ilość podawanych suchych danych. Mimo to można zauważyć, że dyskusja na temat zwykłej maseczki chirurgicznej nie jest sprawą tak prostą jak się niektórym wydaje. Nie przeszkadza to jednak internetowym pseudoekspertom, aby pouczać innych, w tym lekarzy i naukowców w tych tematach. 

Po drugie - w obliczu realnego zagrożenia dla nas wszystkich jakim jest COVID19, warto zaopatrzyć się w jak najlepsze środki ochronne, a więc jeśli mamy używać maseczek, to niech będą takie z najlepszymi parametrami. 

Po trzecie - internet zalewany jest masą bezwartościowych treści, które najczęściej są fakenewsami, nie brakuje też głosów osób rzekomo wykształconych, które w czasach setek merytorycznych publikacji potrafią mówić - nie ma badań lub powołują się na kraje, o których nie mają większego pojęcia. 

Po czwarte - obecna sytuacja uczy nas nawyku noszenia maseczek, co będzie jak najbardziej zasadne każdego kolejnego roku w okresie zachorowań na grypę. 

Po piąte - powszechnie stosowane zakrycia twarzy nie służą do tego, aby zapobiegać zarażeniu się koronawirusem, do tego służą profesjonalne atestowane maski o wysokiej skuteczności. Mają one zmniejszać ryzyko i skale rozprzestrzeniania się wirusa, co w połączeniu z innymi środkami ostrożności ma znaczący efekt epidemiologiczny. 

Wybrane publikacje:

COVID 19 can spread through breathing, talking, study estimates
Curr Med Res Pract. 2020 May-June; 10(3): 132–133.

Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks
Nature Medicine volume 26, pages676–680(2020)

Phys Fluids (1994). 2020 May 1; 32(5): 053310.
On coughing and airborne droplet transmission to humans


Medical mask versus cotton mask for preventing respiratory droplet transmission in micro environments
Science of The Total Environment, Volume 735, 15 September 2020, 139510


Particle sizes of infectious aerosols: implications for infection control
Lancet, VOLUME 8, ISSUE 9, P914-924, SEPTEMBER 01, 2020


Influenza Virus Aerosols in Human Exhaled Breath: Particle Size, Culturability, and Effect of Surgical Masks
doi.org/10.1371/journal.ppat.1003205


Beneficial cardiovascular effects of reducing exposure to particulate air pollution with a simple facemask
Part Fibre Toxicol. 2009; 6: 8.

Reducing personal exposure to particulate air pollution improves cardiovascular health in patients with coronary heart disease
Environ Health Perspect 2012 Mar;120(3):367-72.


Adverse Effects of Prolonged Mask Use among Healthcare Professionals during COVID-19
DOI: 10.23937/2474-3658/1510130

Survival of influenza viruses on environmental surfaces
doi: 10.1093/infdis/146.1.47.

Exhalation of respiratory viruses by breathing, coughing, and talking
J Med Virol. 2009 Sep;81(9):1674-9. doi: 10.1002/jmv.21556.

Influenza virus aerosols in the air and their infectiousness
Adv Virol. 2014;2014:859090. doi: 10.1155/2014/859090. Epub 2014 Aug 13.

An overview of filtration efficiency through the masks: Mechanisms of the aerosols penetration
Bioactive MaterialsVolume 6, Issue 1, January 2021, Pages 106-122
 

©2020 by Dawid Ciemiega