03. Dezember 2020

Covid-19

Diese 2 Faktoren können jemanden zum Superspreader machen

Neue Forschungsergebnisse der University of Central Florida haben physiologische Merkmale identifiziert, die Menschen zu „Superspreadern“ von Viren wie SARS-CoV-2 machen könnten.1,2

Lesedauer: 2,5 Minuten

Redaktion: Christoph Renninger

Verbreitung und Prävention

In einer Studie, die in der Zeitschrift Physics of Fluids erschien, haben Forscher der Abteilung für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik der UCF computergenerierte Modelle verwendet, um das Niesen bei verschiedenen Menschentypen numerisch zu simulieren und Zusammenhänge zwischen den physiologischen Merkmalen und der Reichweite der Nieströpfchen in der Luft zu bestimmen.

Sie stellten fest, dass die Merkmale von Menschen, wie eine verstopfte Nase oder ein vollständiges Gebiss, ihr Potenzial zur Verbreitung von Viren erhöhen könnten, indem sie beeinflussen, wie weit die Tröpfchen beim Niesen reisen.

Michael Kinzel, Assistenzprofessor an der Fakultät für Maschinenbau an der UCF und Mitverfasser der Studie, wollte mehr über die Faktoren, die sich darauf auswirken, wie weit diese Tröpfchen sich ausbreiten, erfahren und so die Bemühungen zur Eindämmung ihrer Ausbreitung unterstützen.

Verstopfte Nase und vollständiges Gebiss

Wenn Menschen zum Beispiel eine klare Nase haben, z.B. wenn sie zuvor ein Taschentuch nutzen, nehmen der Studie zufolge die Geschwindigkeit und die Entfernung, welche die Nieströpfchen zurücklegen, ab.

Der Grund dafür ist, dass eine freie Nase zusätzlich zum Mund einen Weg für den Niesaustritt bietet. Wenn die Nase jedoch verstopft ist, wird der Bereich, aus dem der Nieser austreten kann, eingeschränkt, wodurch sich die Geschwindigkeit der aus dem Mund ausgestoßenen Nieströpfchen erhöht.

In ähnlicher Weise schränken auch Zähne den Austrittsbereich des Niesens ein und bewirken, dass die Geschwindigkeit der aus dem Mund ausgeworfenen Tröpfchen zunimmt.

“Zähne erzeugen einen Verengungseffekt im Strahl, der ihn stärker und turbulenter macht”, sagt Kinzel. “Sie scheinen tatsächlich die Verbreitung anzutreiben. Wenn Sie also jemanden ohne Zähne sehen, können Sie tatsächlich einen schwächeren Strahl aus dem Niesen von ihm erwarten.”

3D-Modelle und Simulationen

Abb.1 a) freie Nase, mit Zähnen, b) freie Nase, ohne Zähne, c) verstopfte Nase, ohne Zähne, d) verstopfte Nase, mit Zähnen

Zur Durchführung der Studie verwendeten die Forscher 3D-Modellierung und numerische Simulationen, um vier Mund- und Nasentypen nachzubilden: eine Person mit Zähnen und einer klaren Nase; eine Person ohne Zähne und mit einer klaren Nase; eine Person ohne Zähne und mit einer verstopften Nase; und eine Person mit Zähnen und einer verstopften Nase (Abb.1).

Als sie das Niesen in den verschiedenen Modellen simulierten, stellten die Forscher fest, dass die Sprühdistanz der Tröpfchen, die ausgestoßen werden, wenn eine Person eine verstopfte Nase und einen vollen Satz Zähne hat, etwa 60% grösser ist, als wenn sie keine Zähne hat.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Person, die ihre Nase frei hält, z.B. durch Pusten in ein Taschentuch, die Strecke, die ihre Keime zurücklegen, verringern könnte.

3 Speichelarten untersucht

Die Forscher simulierten auch drei Arten von Speichel: dünner, mittlerer und dicker Speichel. Sie fanden heraus, dass dünner Speichel zu Niesattacken führte, die aus kleineren Tröpfchen bestanden, die einen Sprühnebel erzeugten und länger in der Luft blieben als mittlerer und dicker Speichel.

Beispielsweise schwebte der dünnere Speichel nach dem Niesen 3 Sekunden länger in der Luft als dicker Speichel, bevor er den Boden erreichte.

Die Arbeit knüpft an das Projekt der Forscher an, ein Covid-19-Hustenbonbon herzustellen, welches den Speichel dickflüssiger macht, um die Entfernung zu verringern, die die Tröpfchen bei einem Niesen oder Husten zurücklegen würden, und so die Wahrscheinlichkeit einer Krankheitsübertragung zu verringern.

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