Dlaczego jesienią i zimą łatwiej łapiemy infekcje? – mechanizmy podatności na przeziębienia podczas chłodnej pory roku

Każdy z nas doświadczył tego zjawiska – gdy temperatura na zewnątrz spada, zwiększa się ryzyko złapania przeziębienia lub grypy. Ten sezonowy wzór infekcji od lat intryguje naukowców, którzy badają, dlaczego chłodna pogoda i infekcje dróg oddechowych wydają się iść w parze. Najnowsze badania rzucają nowe światło na tę relację, ujawniając fascynujące mechanizmy biologiczne, które sprawiają, że zimą nasze ciała są bardziej podatne na ataki wirusów.

Co powoduje przeziębienia i grypy?

Zanim zagłębimy się w przyczyny sezonowości infekcji, warto zrozumieć, co właściwie powoduje te choroby. Przeziębienie i grypa to dwie różne infekcje wirusowe, choć ich objawy mogą być podobne.

Przeziębienie najczęściej wywoływane jest przez rinowirusy (odpowiadają za około 30-50% przypadków) oraz koronawirusy sezonowe (10-30% przypadków). Warto podkreślić, że te sezonowe koronawirusy należą do tej samej rodziny co SARS-CoV-2, ale zazwyczaj powodują znacznie łagodniejsze infekcje. Oprócz nich przeziębienie mogą wywoływać również adenowirusy, enterowirusy i wirusy paragrypy. Łącznie ponad 200 różnych wirusów może być przyczyną tego, co potocznie nazywamy przeziębieniem.

Grypa natomiast jest wywoływana przez wirusy grypy typu A, B i C. Charakteryzuje się zwykle bardziej gwałtownym początkiem i cięższym przebiegiem niż zwykłe przeziębienie. Typowe objawy grypy to wysoka gorączka, silne bóle mięśni, zimne poty lub dreszcze, podczas gdy przeziębienie objawia się głównie katarem, bólem gardła i kaszlem.

Dlaczego infekcje nasilają się jesienią i zimą?

Przez lata naukowcy proponowali różne wyjaśnienia sezonowego charakteru przeziębień i grypy. Niedawne badania pozwoliły zidentyfikować kilka kluczowych mechanizmów, które wyjaśniają, dlaczego jesienią i zimą łatwiej zapadamy na infekcje dróg oddechowych:

1. Wpływ temperatury na naszą pierwszą linię obrony – nos

Przełomowe odkrycie z badań opublikowanych w 2022 roku w „Journal of Allergy and Clinical Immunology” ujawniło, że zimne powietrze bezpośrednio osłabia mechanizmy obronne w naszym nosie. Nos stanowi pierwszą linię obrony przeciwko wirusom przenoszonym drogą powietrzną, a jego zdolności ochronne znacząco spadają w niskiej temperaturze.

Zespół badaczy kierowany przez Benjamina Bleiera z Harvard Medical School odkrył, że komórki wyściełające jamę nosową reagują na patogeny, uwalniając miliardy mikroskopijnych pęcherzyków pozakomórkowych (EVs). Te pęcherzyki działają jak naturalne „wabiki”, przyciągając i neutralizując wirusy, zanim te zdążą zainfekować komórki.

Kluczowe odkrycie polegało na tym, że gdy temperatura w jamie nosowej spada (z normalnych 37°C do około 32°C, co następuje po 15 minutach przebywania w temperaturze 4,4°C), produkcja tych ochronnych pęcherzyków zmniejsza się aż o 42%. Ponadto te, które są nadal produkowane, wykazują osłabione właściwości przeciwwirusowe. Jak obrazowo wyjaśnił dr Bleier: „Maseczki nie tylko chronią przed bezpośrednim wdychaniem wirusów, ale działają też niczym sweter dla naszego nosa.”

2. Wpływ temperatury na namnażanie się wirusów

Badania przeprowadzone przez naukowców z Yale University wykazały, że temperatura ma istotny wpływ na zdolność rinowirusów do namnażania się. W temperaturze ciała (37°C) komórki nabłonka nosa skutecznie uruchamiają tzw. odpowiedź interferonową, która blokuje rozwój wirusów. Jednak w niższej temperaturze (33-35°C) ta ważna reakcja immunologiczna jest znacznie osłabiona.

Ellen Foxman, jedna z autorek tego badania, wyjaśnia: „Komórki, które wyściełają nasze nosy, wypracowały wiele sposobów na wykrywanie wirusów i blokowanie ich rozwoju, a jednym z głównych jest odpowiedź interferonowa. I ta odpowiedź jest dramatycznie ograniczona w niższej temperaturze, co pozwala na rozwój wirusów.”

Co ciekawe, sam wirus grypy wykazuje lepszą przeżywalność w chłodniejszym i suchym powietrzu. Jego zewnętrzna otoczka twardnieje w niskiej temperaturze, dzięki czemu staje się bardziej wytrzymały i łatwiej przenosi się z osoby na osobę.

3. Wpływ zimna na ogólny stan organizmu

Badania potwierdzają również pośredni wpływ zimna na podatność na infekcje. W interesującym eksperymencie przeprowadzonym przez prof. Rona Ecclesa z Uniwersytetu Cardiff osoby, które trzymały stopy w lodowatej wodzie przez 20 minut, częściej zgłaszały objawy przeziębienia w ciągu następnych pięciu dni niż grupa kontrolna.

Dzieje się tak, ponieważ wyziębienie organizmu powoduje zwężenie naczyń krwionośnych, co może zaburzać mechanizmy obronne w drogach oddechowych. „Stopy, podobnie jak ręce, są szczególnie unerwione i wrażliwe na zimno. Kiedy są wystawione na niską temperaturę, ciało wchodzi w tryb regulacji temperatury, aby zaoszczędzić energię. Dochodzi do zwężenia naczyń krwionośnych w skórze – to dlatego ręce bieleją na zimnie. Co ciekawe, takie zwężenie naczyń zachodzi również w nosie, co może zaburzać mechanizmy obronne w drogach oddechowych,” wyjaśnia prof. Eccles.

Inne czynniki zwiększające ryzyko infekcji zimą

Poza bezpośrednim wpływem zimna na nasze mechanizmy obronne, istnieją także inne czynniki, które przyczyniają się do sezonowości przeziębień i grypy:

1. Przebywanie w zamkniętych, zatłoczonych pomieszczeniach

Gdy na zewnątrz robi się zimno, więcej czasu spędzamy w pomieszczeniach zamkniętych, często zatłoczonych i słabo wentylowanych. Badania przeprowadzone w Chinach wykazały, że studenci mieszkający w zatłoczonych akademikach o słabej wentylacji chorowali na przeziębienia dwukrotnie częściej niż ci z lepiej przewietrzanych pomieszczeń.

W takich warunkach wirusy mogą łatwiej przenosić się z osoby na osobę, zarówno drogą kropelkową, jak i przez kontakt z zanieczyszczonymi powierzchniami. Badania wykazały, że osoba z przeziębieniem może pozostawić wirusy na 33-60% często dotykanych powierzchni, takich jak klamki, przełączniki światła czy piloty do telewizora.

2. Niska wilgotność powietrza i zmniejszona zawartość pary wodnej

Chociaż jesień i zima mogą wydawać się wilgotne, powietrze o niższej temperaturze zawiera mniej pary wodnej (niższa wilgotność bezwzględna). W suchym powietrzu mikroskopijne kropelki wydzieliny z wirusami szybciej parują, stają się lżejsze i mogą dłużej unosić się w powietrzu, zwiększając ryzyko inhalacji.

Badania wykazały uderzającą korelację między spadkiem wilgotności bezwzględnej a wzrostem zachorowań na grypę (z 2-3 tygodniowym opóźnieniem). Eksperymenty potwierdzają, że włączenie nawilżacza powietrza na jedną godzinę może ograniczyć liczbę wirusów w powietrzu nawet o jedną trzecią.

Dodatkowo, interesujące odkrycie naukowców ze Stanfordu sugeruje, że w mikroskopijnych kropelkach wody w powietrzu spontanicznie powstaje nadtlenek wodoru (woda utleniona), który może szkodzić wirusom. W chłodnych miesiącach, gdy zawartość pary wodnej w powietrzu jest mniejsza, powstaje mniej takich ochronnych kropelek.

3. Zmniejszona ekspozycja na światło słoneczne i niedobór witaminy D

Zimą dni są krótsze, a ekspozycja na światło słoneczne jest znacznie mniejsza niż latem. Ma to dwa istotne skutki dla naszej odporności:

Po pierwsze, promieniowanie ultrafioletowe słońca ma właściwości dezaktywujące wirusy. Latem wirusy unoszące się w powietrzu są szybciej niszczone przez naturalne promieniowanie UV.

Po drugie, zmniejszona ekspozycja na światło słoneczne prowadzi do obniżenia poziomu witaminy D, która odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku wykazały, że ponad połowa badanych mieszkańców miasta miała niedobór tej witaminy już w pierwszych tygodniach jesieni.

Witamina D wspomaga produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych, takich jak katelicydyny, które działają podobnie do antybiotyków, ale bez ich skutków ubocznych. Badania kliniczne wykazały, że dzieci w wieku szkolnym, którym codziennie podawano witaminę D3, rzadziej chorowały na grypę typu A.

Jak chronić się przed infekcjami w sezonie jesienno-zimowym?

Wiedząc już, dlaczego zimą jesteśmy bardziej podatni na infekcje, możemy podjąć konkretne kroki, aby zmniejszyć ryzyko zachorowania:

1. Utrzymuj ciepło, zwłaszcza w okolicy nosa

Noszenie szalika zakrywającego nos podczas przebywania na zimnie może pomóc utrzymać wyższą temperaturę w jamie nosowej, wspierając naturalne mechanizmy obronne. Jak obrazowo ujął to dr Bleier, szalik działa jak „sweter dla nosa”.

2. Zadbaj o odpowiednią wilgotność powietrza

Używanie nawilżaczy w pomieszczeniach, szczególnie w sypialni, może pomóc utrzymać optymalną wilgotność powietrza (40-60%), co utrudnia wirusom przetrwanie i przemieszczanie się. Regularne wietrzenie pomieszczeń, nawet zimą, również pomaga w wymianie powietrza i zmniejszeniu stężenia wirusów.

3. Wzmacniaj odporność

Dbaj o odpowiednią suplementację witaminy D, szczególnie w miesiącach zimowych, gdy ekspozycja na światło słoneczne jest ograniczona. Utrzymuj zbilansowaną dietę bogatą w antyoksydanty, witaminę C i E oraz kwasy omega-3, które wspierają układ odpornościowy.

4. Praktykuj regularną higienę rąk

Porządne i regularne mycie rąk zmniejsza zapadalność na przeziębienia aż o 20%. Myj ręce ciepłą wodą z mydłem przez co najmniej 20 sekund, szczególnie po powrocie do domu, przed jedzeniem i po kontakcie z potencjalnie zanieczyszczonymi powierzchniami.

5. Rozważ szczepienie przeciwko grypie

Szczepienie pozostaje najskuteczniejszą metodą zapobiegania grypie. Eksperci zalecają coroczne szczepienie, zwłaszcza dla osób z grup ryzyka, takich jak seniorzy, dzieci, kobiety w ciąży i osoby z chorobami przewlekłymi.

6. Unikaj bliskiego kontaktu z osobami chorymi

W miarę możliwości zachowaj dystans od osób z objawami infekcji dróg oddechowych. Jeśli sam jesteś chory, zostań w domu, aby nie zarażać innych.

Kiedy należy skontaktować się z lekarzem?

Większość przeziębień i łagodnych infekcji grypopodobnych ustępuje samoistnie w ciągu 7-10 dni. Jednak w niektórych przypadkach należy zasięgnąć porady lekarza:

• Gdy objawy utrzymują się dłużej niż 10 dni lub nagle się pogarszają
• Gdy pojawia się wysoka gorączka (powyżej 38,5°C) trwająca dłużej niż 3 dni
• Gdy występują trudności w oddychaniu lub duszność
• Gdy pojawia się silny ból w klatce piersiowej lub ból brzucha
• Gdy występują uporczywe zawroty głowy lub dezorientacja
• Gdy pojawia się żółta lub zielona wydzielina z nosa utrzymująca się ponad 10 dni
• Gdy objawy są szczególnie dotkliwe u osób z chorobami przewlekłymi, seniorów, małych dzieci lub kobiet w ciąży

Bibliografia

1. Foxman EF, Storer JA, Fitzgerald ME, Wasik BR, Hou L, Zhao H, Turner PE, Pyle AM, Iwasaki A. Temperature-dependent innate defense against the common cold virus limits viral replication at warm temperature in mouse airway cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(3):827-32. doi: 10.1073/pnas.1411030112
2. Kudo E, Song E, Yockey LJ, Rakib T, Wong PW, Homer RJ, Iwasaki A. Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(22):10905-10910. doi: 10.1073/pnas.1902840116
3. Marr LC, Tang JW, Van Mullekom J, Lakdawala SS. Mechanistic insights into the effect of humidity on airborne influenza virus survival, transmission and incidence. J R Soc Interface. 2019;16(150):20180298. doi: 10.1098/rsif.2018.0298
4. Moriyama M, Hugentobler WJ, Iwasaki A. Seasonality of Respiratory Viral Infections. Annu Rev Virol. 2020;7(1):83-101. doi: 10.1146/annurev-virology-012420-022445
5. Eccles R. An explanation for the seasonality of acute upper respiratory tract viral infections. Acta Otolaryngol. 2002;122(2):183-91. doi: 10.1080/00016480252814207
6. Greiller CL, Martineau AR. Modulation of the immune response to respiratory viruses by vitamin D. Nutrients. 2015;7(6):4240-70. doi: 10.3390/nu7064240
7. Lowen AC, Mubareka S, Steel J, Palese P. Influenza virus transmission is dependent on relative humidity and temperature. PLoS Pathog. 2007;3(10):1470-6. doi: 10.1371/journal.ppat.0030151
8. Lai JCK, Xu F, Lui KO, Koya T, Wong YC, Yuen K, Poon LLM, Yan N. Specific influenza virus membrane lipids are sensed by CD300lf protein to mediate cell entry. bioRxiv. 2022;1(4):333-344. doi: 10.1038/s42003-022-03967-9
9. Botić T, Koren Krajnc M, Trnjanac A, Miklavcic M, Solmajer T. Effects of climate, immunity and structure of indoor environment on respiratory infections. Arh Hig Rada Toksikol. 2018;69(4):323-332. doi: 10.2478/aiht-2018-69-3192
10. Eccles R. Understanding the symptoms of the common cold and influenza. Lancet Infect Dis. 2005;5(11):718-25. doi: 10.1016/S1473-3099(05)70270-X
11. Pittet LA, Hall-Stoodley L, Rutkowski MR, Harmsen AG. Influenza virus infection decreases tracheal mucociliary velocity and clearance of Streptococcus pneumoniae. Am J Respir Cell Mol Biol. 2010;42(4):450-60. doi: 10.1165/rcmb.2007-0417OC
12. Martineau AR, Jolliffe DA, Hooper RL, Greenberg L, Aloia JF, Bergman P, et al. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. BMJ. 2017;356:i6583. doi: 10.1136/bmj.i6583