Kijk hoe ziektekiemen bij niezen verder vliegen dan gedacht

Hogesnelheidsfotografie laat zien hoe speeksel en slijm bij niezen ver kunnen vliegen en langer in de lucht blijven hangen dan gedacht. Een extra aansporing om je hoest of nies goed te bedekken.

vrijdag, 24 april 2020,
Door Sarah Gibbens
Dit fragment uit een hogesnelheidsopnameis ingekleurd om de twee belangrijkste elementen van een nies aan te ...

Dit fragment uit een hogesnelheidsopnameis ingekleurd om de twee belangrijkste elementen van een nies aan te tonen. De douche van grotere druppels (groen) kan maar liefst twee meter van de niezende persoon (geel) terechtkomen. De wolk (rood) bestaat uit kleinere druppels en vochtig, warm gas. Druppels met de ziekteverwekker blijven minuten in plaats van seconden in de lucht hangen en kunnen acht meter ver vliegen.

Foto van Beeld: Lydia Bourouiba, MIT

Het onderzoek van Lydia Bourouiba is weinig bemoedigend voor iedereen die momenteel panisch wordt van het geluid van niezen of hoesten.

Bourouiba is vloeistofdynamicus bij de Amerikaanse universiteit MIT. De afgelopen jaren heeft ze hogesnelheidscamera’s en licht ingezet om bloot te leggen hoe uitbarstingen van het menselijk lichaam ziekteverwekkers kunnen verspreiden, zoals het nieuwe coronavirus. De videobeelden die in haar lab zijn gemaakt, zijn vertraagd tot tweeduizend frames per seconde. Er is goed te zien dat een fijne nevel van slijm en speeksel met bijna 160 kilometer per uur uit iemands mond kan komen en wel acht meter ver kan reiken. Na het niezen blijft een gaswolk enkeleminuten hangen. Hoelang is afhankelijk van de grootte van de druppels.

Beelden uit een hogesnelheidsopname van een nies die met 1000 frames per seconde is opgenomen, weergegeven in seconden: a) 0,006, b) 0,029, c) 0,106, d) 0,161, e) 0,222 en f) 0,341 seconden.

Foto van Beeld: Lydia Bourouiba, MIT

Inzicht in de verplaatsing en verspreiding van de wolken is van cruciaal belang voor het bedwingen van besmettelijke luchtwegaandoeningen, zoals COVID-19. Er zijn echter nog steeds te weinig gegevens bekend over de verspreiding ervan. Het onderzoek van Bourouiba werpt licht op de wetenschappelijke vraag hoe het nieuwe coronavirus zich door de lucht verplaatst. Het suggereert dat overdracht via de lucht waarschijnlijker is dan eerder werd gedacht.

Volgens Bourouiba is het houden van alleen een afstand van twee meter waarschijnlijk niet voldoende, omdat geen rekening wordt gehouden met vloeistofdynamica. Samen met haar collega’s heeft ze vastgelegd hoe een druppel door niezen vier keer zo ver komt. Hoewel niezen geen veelvoorkomend symptoom is van COVID-19, kan de ziektekiem toch worden verspreid door een asymptomatische patiënt met seizoensallergieën of een willekeurige nies.

“Dat heeft gevolgen voor het aantal mensen dat tegelijk in een ruimte mag zijn,” zegt ze. “Het heeft gevolgen voor samenwerking en vergaderingen, zeker als de luchtstroming niet regelmatig verandert.”

Grote en kleine druppels

Wanneer een virus dat de luchtwegen infecteert het menselijk lichaam verlaat, zit het in een druppel speeksel of slijm. Decennialang zijn deze druppels door wetenschappers ingedeeld als grote druppels van vijf tot tien micron of als kleine druppels, zogeheten aerosolen.

Hoe groter de druppels, hoe waarschijnlijker het is dat deze snel op de grond of voorwerpen in de buurt vallen. Als iemand deze druppels aanraakt en vervolgens in zijn gezicht wrijft, kan die persoon het virus oplopen. Daarom is het zo belangrijk om regelmatig je handen te wassen. Kleinere druppels zijn echter minder voorspelbaar. Ze kunnen een grotere afstand afleggen, maar zullen in de juiste omstandigheden snel verdampen.

Instanties zoals de CDC en de Wereldgezondheidsorganisatie delen ziekten in op basis van verspreiding via grote deeltjes of kleine deeltjes. Van COVID-19 wordt gedacht dat het zich voornamelijk verspreidt via grote respiratoire deeltjes.

Beelden uit een hogesnelheidsopnamena een nies. Hier is een waterval aan grotere druppels te zien.

Foto van Beeld: Lydia Bourouiba, MIT

Op deze foto zie je een wolk met kleine druppels die ziekteverwekkers nog verder kan verspreiden.

Foto van Beeld: Lydia Bourouiba, MIT

Het onderzoek van Bourouiba suggereert echter dat deze tweedeling aanvechtbaar is. Haar studie wijst erop dat bij een nies druppels wel zes tot acht meter ver kunnen vliegen. Hoelang ze precies blijven hangen voordat ze verdampen, is afhankelijk van verschillende factoren. Twee daarvan zijn de luchtvochtigheiden de temperatuur. Aerosolen drogen gewoonlijk sneller op. Maar in een warme, vochtige nieswolk kunnen kleine virusdruppels het minutenlang volhouden.

Deskundigen weten nog steeds niet helemaal in welke mate iemand met het coronavirus in contact moet komen om ziek te worden. “De infectiedosis is nog onbekend, dus aan hoeveel deeltjes moet je worden blootgesteld? Dat is lastig te zeggen,” aldus Joshua Santarpia van het University of Nebraska Medical Center. Onderzoeken naar influenza wijzen uit dat je niet van alle besmettingswegen even ziek wordt. En grotere druppels bevatten meer van het virus, wat de kans op besmetting verhoogt.

“Her is nog niet precies duidelijk of COVID-19 zich via aerosolen verspreidt,” zegt Ben Cowling, epidemioloog aan de Universiteit van Hongkong. In een onderzoek dat eerder deze maand in Nature Medicine werd gepubliceerd, constateerden Cowling en zijn onderzoeksteam dat influenza zich via aerosolen kan verspreiden. Hij vermoedt dat het nieuwe coronavirus zich ook over korte afstand door de lucht kan verspreiden.

“Influenza is in veel opzichten vergelijkbaar,” vertelt Donald Milton, deskundige op het gebied van aerogene overdracht aan de Universiteit van Maryland. “We bestuderen influenza al honderd jaar en er is nog steeds geen overeenstemming over de besmettingsweg ervan, omdat dat moeilijk vast te pinnen is.”

Hoesten afschermen

Veel van de kennis over de verspreiding van dit coronavirus door de lucht is gebaseerd op monsters die zijn verzameld in kamers van mensen die met COVID-19 zijn besmet. Er is echter veel onzeker bij de uitvoering van dergelijk onderzoek.

“Het virus kan heel moeilijk in de lucht worden gevangen. Wanneer fijne deeltjes met een filter worden gevangen, drogen ze namelijk uit,” verklaart Milton. “Je weet alleen dat er RNA aanwezig is, maar het is niet duidelijk of dat nog besmettelijk is.”

Gezondheidsdeskundigen zijn van mening dat het niet waarschijnlijk is dat activiteiten die de ademhaling verzwaren, zoals rennen of fietsen, de kans op overdracht vergroten. In een onderzoek dat mid april in de New England Journal of Medicine werd gepubliceerd, werd echter aangetoond dat respiratoire druppeltjes door hard praten wel een meter ver kunnen komen.

Maskers kunnen de verspreiding verminderen. Ze hebben echter het meeste nut als ze worden gedragen door mensen die besmet zijn met het virus. Daarnaast moeten ze correct worden gebruikt om anderen te beschermen. Volgens de WHO is er momenteel geen bewijs dat het dragen van een masker voorkomt dat gezonde mensen luchtweginfecties oplopen.

Uit het onderzoek van Bourouiba is duidelijk geworden dat respiratoire druppeltjes een lange afstand kunnen afleggen. Een van de belangrijkste dingen die iedereen daarom kan doen, is de neus en mond te bedekken bij niezen of hoesten.

Dit artikel werd oorspronkelijk op 17 april 2020 in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Coronavirus

Coronavirus: achtergrond

Blijf op de hoogte van de wetenschap en de verhalen achter de wereldwijde uitbraak van het coronavirus.

Wat is het coronavirus?

Wereldwijd hebben tienduizenden mensen COVID-19, de ziekte die wordt veroorzaakt door het nieuwe coronavirus. Dit is wat je erover moet weten.

Hoe springen ziekteverwekkers als het coronavirus over van dieren op de mens?

Elk jaar worden miljoenen mensen gedood door ‘zoönoses’, oftewel zoönotische ziekteverwekkers die vanuit diersoorten overspringen naar de mens. Waar komen ze vandaan en hoe kunnen we ze vermijden?
Lees meer