Räkä lentää aivastuksen voimalla jopa kahdeksan metriä

Se, miten pitkälle räkä lentää, ei kuulosta kovin kiinnostavalta tutkimusaiheelta. Tutkijoiden on kuitenkin kyettävä vastaamaan tähänkin kysymykseen, jos he haluavat ymmärtää, miten sairaudet tarttuvat ihmisestä toiseen ja millaisia ohjeita ihmisille on annettava epidemioiden aikana.

Jos sairaus leviää ilmateitse pisaratartuntana, on tiedettävä, sairastuttaako aivastus kahden metrin päästä vai oletko turvassa kymmenenkään metrin päässä. On tiedettävä, kauanko pisarat leijuvat ilmassa ja kuinka kauan ne pysyvät tartuttavina laskeuduttuaan huonekalujen pinnalle.

Pärskimällä leviäminen on monille viruksille erittäin tehokas tapa päästä ihmisestä toiseen, mistä hyvänä osoituksena ovat päiväkotien jokavuotiset räkätautiepidemiat. Ne leviävät nopeasti ja varmasti, eikä niiltä ole turvassa kukaan.

Jos sairaus, joka ei ole aiemmin levinnyt pisaratartuntana, saa tämän kyvyn, sen leviäminen tehostuu huomattavasti. Siksi viranomaiset seurasivat esimerkiksi ebola-epidemian aikana hyvin tarkasti, osoittiko se merk- kejä ilmateitse leviävästä tartuntareitistä.

Viruksen kehittyminen pärskimällä tartuttavaksi tapahtuu kuitenkin asteittain, ja alkuvaiheessa tätä voi olla vaikea huomata, kun virus tarttuu vanhaa ja uutta reittiä. Esimerkiksi SARS:n (äkillinen vakava keuhkotieoireyhtymä) on ajateltu olevan tällaisessa siirtymävaiheessa.

Liikkuva pisarapilvi

Yksi yliopisto, jossa aivastamisen ja yskimisen fysiikkaa on selvitetty, on Massachusettsin teknillinen korkeakoulu (MIT) Yhdysvalloissa. Siellä sadat vapaaehtoiset ovat aivastellet ja yskineet samalla kun tutkijat ovat kuvanneet heitä suurnopeuskameralla.

Ennen kuin MIT:n tutkijat aloittivat kuvaukset professori Lydia Bourouiban johdolla, oletus oli, että yskiessä ja aivastaessa suusta tulee yksittäisiä pisaroita, jotka lentävät noin kahden kolmen metrin päähän. Nyt tiedetään, että näin ei ole. Aivastamisen fysiikka on osoittautunut kiehtovan monimutkaiseksi tutkimuskohteeksi.

MIT:n tuottamat kuvat aivastamisesta ovat villiä katseltavaa. Aivastajan suusta tulee esiin nopeasti liikkuva ja laajeneva lämmin pilvi, joka muistuttaa tulennielijän sylkäisemää tulenlieskaa.

Kuuma pilvi pyörii ja möyrii kuin tulivuoresta nouseva savupatsas. Kaikkialla pilven ympärillä lentelee suuria pisaroita, kuin tulivuoresta sinkoilevia tulikiviä, jotka suuntautuvat melko nopeasti kohti maata.

Kun aivastuspilveä tutkitaan yksityiskohtaisesti, hahmottuu mielenkiintoinen tapahtumaketju. Aivastuspilvi ei nimittäin kuljeta yksittäisiä pisaroita, kuten ensin oletettiin, vaan se muuttuu itse pisaroiksi kulkiessaan eteenpäin.

Kun pilvi tulee suusta ulos, se muistuttaa ensin yksittäistä laajaa kalvoa. Tämä kalvo hajoaa kuitenkin nopeasti. Ensin se hajoaa renkaiksi, sitten renkaat katkeavat säikeiksi, ja lopulta säikeet pätkiytyvät erikokoisiksi pisaroiksi. Näistä pisaroista osa jää leijailemaan ilmaan pidemmäksi aikaa ja osa tippuu huoneen pinnoille.

Kuuden metrin yskäisy

Jos olet virus ja haluat päästä pisaran mukana mahdollisimman pitkälle, pilvimäisestä muodostelmasta on paljon hyötyä. Jos pisarat nimittäin olisivat yksittäisiä, ne eivät kykenisi liikkumaan kovin pitkälle.

Pilvenä, renkaina ja säikeinä liikkuessaan ne voivat sen sijaan kulkea parhaimmillaan jopa 200 kertaa pidemmälle kuin jos ne olisivat yksittäisiä pisaroita.

Toisiinsa liittyneinä ne voivat myös leijailla sisäilmassa useita minuutteja ja hyvässä lykyssä päästä ilmanvaihtokanavia pitkin toisiin huoneisiin.

Mitä joustavampaa lima on, sitä kauemmin se säilyy säiemäisenä, ja säiemäisenä se voi leijailla pidemmälle kuin yksittäisinä pisaroina. Näin virus kääntää ihmisen limantuotannon edukseen rakentamalla siitä kestävämpiä liikuntavälineitä.

Tutkijoiden laskelmien mukaan aivastus voi kuljettaa pisaroita jopa kahdeksan metrin päähän ja yskäisylläkin päästään kuuden metrin päähän.

Riittääkö käsihygienia?

Vaikka pärskähdyksen saloja on jo raotettu kiitettävästi, moni asia on vielä vailla vastausta.

Varmaa tietoa ei ole siitä, kuinka paljon yhteen pisaraan mahtuu viruksia ja onko suuremmissa pisaroissa enemmän viruksia kuin pienissä. Tämä voi olla ratkaisevaa sen kannalta, tarttuvatko virukset ilmaa hengitettäessä, vai onko niiden tärkein leviämisreitti pinnoilta käsiin ja käsistä suuhun.

Jos virus leviää aivastusilmaa hengitettäessä, tartuntaa ei voi ehkäistä pelkällä hyvällä käsihygienialla.

Muita selvitettäviä asioita on muun muassa se, miten tehokkaasti käden laittaminen suun eteen ehkäisee aivastuspilven leviämistä. Entä jääkö pilvi käteen vai väistääkö se käden kuten savupilvikin väistää esteet? Entäpä jos aivastat kyynärtaipeeseen?

Tärkeä näkökohta on sekin, että suuri osa tutkimuksesta on tähän asti tehty terveillä ihmisillä. Miltä näyttää, kun todella räkäinen ihminen aivastaa? Oletushan on, että lima tekee pilvestä kestävämmän.

Nämä voivat kuulostaa turhanaikaisilta kysymyksiltä, jos kyse on vain tavallisista räkätaudeista. Jos jossakin kuitenkin puhkeaa uusi vaarallinen virusepidemia, jonka epäillään leviävän ilmateitse pisaratartuntana, viranomaiset tarvitsevat tutkittua tietoa ja testattuja malleja.

Tieto auttaa viranomaisia arvioimaan sairauden leviämisriskiä erilaisissa ympäristöissä, kuten varuskunnissa, kouluissa ja sairaaloissa sekä ohjeistamaan ihmisiä suojautumaan sairaudelta.