Иммитационная модель распространения вируса гриппа

Содержание

Введение. 3

1.1. История возникновения гриппа. 5

1.2. Понятия, структура и свойства гриппа. 6

1.3. Вирусы гриппа. 9

1.3. Антигенная изменчивость. 13

1.4. Как происходит заражение. 14

1.5. Симптомы и диагностика гриппа. 19

1.6. Эпидемиология гриппа. 21

1.7. Факторы, влияющие на распространение гриппа. 26

Глава 2. Имитационная модель. 32

Заключение. 35

Выводы.. 38

Список литературы.. 39

Введение

Грипп – это тяжелая вирусная инфекция, которая поражает мужчин, женщин и детей всех возрастов и национальностей. Заболевание гриппом сопровождает высокая смертность, особенно у маленьких детей и пожилых людей. Эпидемии гриппа случаются каждый год обычно в холодное время года и поражают до 15% населения Земного шара (Смородинцев А.А., 1999).

Периодически повторяясь, грипп и ОРЗ уносят в течение всей нашей жизни суммарно около 1 года. Человек проводит эти месяцы в недеятельном состоянии, страдая от лихорадки, общей разбитости, головной боли, отравления организма ядовитыми вирусными белками.

Грипп и ОРЗ постепенно подрывают сердечно-сосудистую систему, сокращая на несколько лет среднюю продолжительность жизни человека. При тяжелом течении гриппа часто возникают необратимые поражения сердечно-сосудистой системы, дыхательных органов, центральной нервной системы, провоцирующие заболевания сердца и сосудов, пневмонии, трахеобронхиты, менингоэнцефалиты (Свальнова В., 2004).

Термин "острое респираторное заболевание" (ОРЗ) или "острая респираторная вирусная инфекция" (ОРВИ) охватывает большое количество заболеваний, во многом похожих друг на друга. Основное их сходство состоит в том, что все они вызываются вирусами, проникающими в организм вместе с вдыхаемым воздухом через рот и носоглотку, а также в том, что все они характеризуются одним и тем же набором симптомов. У больного несколько дней отмечается повышенная температура тела, воспаленное горло, кашель и головная боль. Самым распространенным респираторным заболеванием является острый ринит (насморк); он вызывается целым рядом родственных вирусов, известных как риновирусы. При выздоровлении, все эти симптомы исчезают и не оставляют после себя никаких следов (Бугаев В., 2007).

Грипп и ОРВИ занимают первое место по частоте и количеству случаев в мире и составляет 95% всех инфекционных заболеваний. В России ежегодно регистрируют от 27,3 до 41,2 млн. заболевших гриппов и другими ОРВИ (Бугаев В., 2007).

Целью работы является изучение заболевания гриппом в популяции человека.

В связи поставленной целью в задачи работы входило:

1. Изучения истории возникновения гриппа;

2. Изучения структуры и свойств гриппа;

3. Изучение различных вирусов гриппа;

4. Изучение процесса заражения гриппом;

5. Изучение симптом и диагностики гриппа;

6. Рассмотрение эпидемиологии гриппа;

7.
Изучение факторов, влияющих на распространение гриппа;

8.
Разработка имитационной модели заболевания гриппом в популяции человека в связи с развитием транспортных коммуникаций.

Глава 1.

1.1. История возникновения гриппа

Первые упоминания о гриппе были отмечены много веков назад - еще в 412 году до н.э. описание гриппо-подобного заболевания было сделано Гиппократом. Также гриппо-подобные вспышки были отмечены в 1173 году. Первая задокументированная пандемия гриппа, унесшая много жизней, случилась в 1580 году.

В 1889-1891 гг. произошла пандемия средней тяжести, вызванная вирусом типа H3
N2
(Смородинцев А.А., 1999).

Печально известная "Испанка", вызванная вирусом H1N1 произошла в 1918-1920 гг. Это самая сильная из известных пандемий, унесшая по самым скромным подсчетам более 20 млн. жизней. От "испанки" серьезно пострадало 20-40% населения земного шара. Смерть наступала крайне быстро. Человек мог быть еще абсолютно здоров утором, к полудню он заболевал и умирал к ночи. Те же, кто не умер в первые дни, часто умирали от осложнений, вызванных гриппом, например, пневмонии. Необычной особенностью "испанки" было то, что она часто поражала молодых людей (обычно от гриппа в первую очередь страдают дети и пожилые лица).

Возбудитель заболевания, вирус гриппа, был открыт Richard Shope в 1931 году. Вирус гриппа А впервые был идентифицирован английскими вирусологами Smith, Andrews и Laidlaw (National Institute for Medical Research, Лондон) в 1933 году. Тремя годами позже Francis выделил вирус гриппа В.

В 1940 году было сделано важное открытие - вирус гриппа может быть культивирован на куриных эмбрионах. Благодаря этому появились новые возможности для изучения вируса гриппа.

В 1947 году Тейлором был впервые выделен вирус гриппа С.

В 1957-1958 гг. случилась пандемия, которая получила название "азиатский грипп", вызванная вирусом H2
N2
. Пандемия началась в феврале 1957 года на Дальнем Востоке и быстро распространилась по всему миру. Только в США во время этой пандемии скончалось более 70000 человек.

В 1968-1969 гг. произошел средний по тяжести "Гонконгский грипп", вызванный вирусом H3N2. Пандемия началась в Гонконге в начале 1968 года. Наиболее часто от вируса страдали пожилые люди старше 65 летнего возраста. Всего число погибших от этой пандемии составило 33800 человек.

В 1977-1978 гг произошла относительно легкая по степени тяжести пандемия, названная "русским" гриппом. Вирус гриппа (H1N1), вызвавший эту пандемию уже вызывал эпидемию в 50-х гг. Поэтому в первую очередь пострадали лица, родившиеся после 1950 г (Смородинцев А.А., 1999).

1.2. Понятия, структура и свойства гриппа

Самым распространенным респираторным заболеванием является острый ринит (насморк); он вызывается целым рядом родственных вирусов, известных как риновирусы. При выздоровлении, все эти симптомы исчезают и не оставляют после себя никаких следов. Однако, было бы совершенно неправильным называть все ОРЗ и ОРВИ гриппом. Грипп вызывается непосредственно вирусом гриппа (Myxovirus influenzae), относящимся к семейству ортомиксовирусов (Свальнова В., 2004).

По поводу происхождения слова "инфлюэнца" (устаревшее название гриппа) существует несколько версий. По одной из них, оно родилось в Италии в середине 15 века, после серьезной эпидемии, которую приписывали воздействию (influence) звезд.

По другим гипотезам – это слово произошло от латинского "influere" (вторгаться) или от итальянского "influenza di freddo" (последствие охлаждения). Голландское слово "griep", которое применяют в разговорном языке подобно английскому "flu", происходит от французского "gripper" и является собирательным понятием, обозначающим большое число респираторных заболеваний, вызываемых более, чем 100 вирусами, являющимися возбудителями инфекций верхних дыхательных путей.

Вирус гриппа (Mixovirus influenzae) принадлежит к семейству ортомиксовирусов. Он имеет сферическую структуру и размер 80-120 нанометров (Машковский М.Д., 2003).

Сердцевина вируса содержит одноцепочечную отрицательную цепь РНК, состоящую из 8 фрагментов, которые кодируют 10 вирусных белков. Фрагменты РНК имеют общую белковую оболочку, которая объединяет их, образуя нуклеопротеид.

Снаружи вирус покрыт липидной оболочкой. Именно липиды ответствтенны за ту тяжелую интоксикацию, которая поражает человека во время болезни. На поверхности вируса находятся выступы (гликопротеины) - гемагглютинин (названный по способности агглютинировать эритроциты) и нейраминидаза (фермент).

Гемагглютинин обеспечивает способность вируса присоединяться к клетке. Нейраминидаза отвечает, во-первых, за способность вирусной частицы проникать в клетку-хозяина, и, во-вторых, за способность вирусных частиц выходить из клетки после размножения.

Нуклеопротеид (также называемый S-антигеном) постоянен по своей структуре и определяет тип вируса (А, В или С). Поверхностные антигены (гемагглютинин и нейраминидаза - V-антигены), напротив, изменчивы и определяют разные штаммы одного типа вируса.

Новые штаммы вирусов, в отличие от своих предшественников не связываются специфическими антителами, которые накапливаются в популяции. Существует два механизма антигенной изменчивости: относительно небольшие изменения (антигенный дрейф) и сильные изменения (антигенный шифт) (Смородинцев А.А., 1999).

1.3. Вирусы гриппа

Вирус гриппа (Mixovirus influenzae) принадлежит к семейству ортомиксовирусов. Он имеет сферическую структуру и размер 80-120 нанометров (рис. 1).

На поверхности вируса находятся выступы (гликопротеины) - гемагглютинин (названный по способности агглютинировать эритроциты) и нейраминидаза (фермент). Гемагглютинин обеспечивает способность вируса присоединяться к клетке. Нейраминидаза отвечает, во-первых, за способность вирусной частицы проникать в клетку-хозяина, и, во-вторых, за способность вирусных частиц выходить из клетки после размножения (Шадрин А.С., Карпухин Г.И., 2000).

Рис. 1. Вирус гриппа

Рис. 2. Схематическое строение вируса гриппа

Вирус гриппа А, (рис. 3) как правило вызывает заболевание средней или сильной тяжести. Поражает как человека, так и некоторых животных (лошадь, свинья, хорек, птицы). Именно вирусы гриппа А ответственны за появление пандемий и тяжелых эпидемий. Известно множество подтипов вируса типа А, которые классифицируются по поверхностным антигенам - гемагглютинину и нейраминидазе: на настоящий момент известно 16 типов гемагглютинина и 9 типов нейраминидазы. Вирус видоспецифичен: то есть, как правило, вирус птиц не может поражать свинью или человека, и наоборот (Ющук Н., 2005).

Рис. 3. Электронная микрофотография вируса гриппа А

Вирус гриппа В. Как и вирус гриппа А, способен изменять свою антигенную структуру. Однако эти процессы выражены менее четко, чем при гриппе типа А. Вирусы типа В не вызывают пандемии и обычно являются причиной локальных вспышек и эпидемий, иногда охватывающих одну или несколько стран. Вспышки гриппа типа В могут совпадать с таковыми гриппа типа А или предшествовать ему. Вирусы гриппа В циркулируют только в человеческой популяции (чаще вызывая заболевание у детей) (Смородинцев А.А., 1999).

Вирус гриппа С достаточно мало изучен. (рис. 4) Известно, что в отличие от вирусов А и В, он содержит только 7 фрагментов нуклеиновой кислоты и один поверхностный антиген. Инфицирует только человека. Симптомы болезни обычно очень легкие, либо не проявляются вообще. Он не вызывает эпидемий и не приводит к серьезным последствиям. Является причиной спорадических заболеваний, чаще у детей. Антигенная структура не подвержена таким изменениям, как у вирусов типа А. Заболевания, вызванные вирусом гриппа С, часто совпадают с эпидемией гриппа типа А. Клиническая картина такая же, как при легких и умеренно тяжелых формах гриппа А (Ющук Н., 2005).

Рис. 4. Электронная микрофотография вируса гриппа С

Специфичность вирусов в отношении хозяев является свойством вирусов гриппа, имеющем принципиальное значение. Это свойство обусловлено распознаванием молекулами гемагглютинина вируса специфических рецепторов галактозы на клетках хозяина. Связывание галактозы этими рецепторами отличается у человека и у птиц. Вот почему невозможно заражение человека вирусом гриппа птиц. Однако вспышка птичьего гриппа в Гонконге в 1997 (когда было отмечено заражение человека от птиц) подтвердила, что в жизни бывают исключение из правил. Предполагается, что водоплавающие птицы выступают в роли резервуаров вирусов, поскольку в них обнаружены все известные серотипы гемагглютинина и нейраминидазы.

Вирус гриппа наиболее устойчив при низких температурах - он может сохранятся при температуре 4° С в течение 2-3 недель; прогревание при температуре 50-60° С вызывает инактивацию вируса в течение нескольких минут, действие дезинфицирующих растворов - мгновенно.

Международная система кодировки вирусов гриппа

За многие годы появилось множество вариантов вирусов как типа А, так и типа В. В связи с этим возникла необходимость их систематизации с тем, чтобы можно было отличать друг от друга. Была разработана международная система кодировки, благодаря которой каждый вариант получил свой код, например А/Бангкок/1/79(H3
N2
):

1. обозначение типа вируса (А, В или С) = А;

2. географическое место выделения вируса = Бангкок

3. порядковый номер выделенного в данном году и в данной лаборатории вируса= 1

4. год выделения = (19)79

5. обозначение антигеного подтипа = H3
N2

Если вирус был выделен у животного (а не у человека), то после указания типа вируса указывается сокращенное название животного (Исаков В.А, 2005).

1.3.
Антигенная изменчивость

Изменчивость вируса гриппа общеизвестна. Эта изменчивость антигенных и биологических свойств является фундаментальной особенностью вирусов гриппа типов А и В. Изменения происходят в поверхностных антигенах вируса - гемагглютинине и нейраминидазе. Вероятнее всего это эволюционный механизм приспособляемости вируса для обеспечения выживаемости. Новые штаммы вирусов, в отличие от своих предшественников не связываются специфическими антителами, которые накапливаются в популяции. Существует два механизма антигенной изменчивости: относительно небольшие изменения (антигенный дрейф) и сильные изменения (антигенный шифт) (Маринич И.Г., 2002).

Антигенный дрейф - происходит в период между пандемиями у всех типов вирусов (А, В и С). Это незначительные изменения в структуре поверхностных антигенов (гемагглютинина и нейраминидазы), вызываемые точечными мутациями в генах, которые их кодируют. Как правило такие изменения происходят каждый год. В результате возникают эпидемии, так как защита от предыдущих контактов с вирусом сохраняется, хоть она и недостаточна (Исаков В.А, 2005).

Антигенный шифт - через нерегулярные интервалы времени (10-40 лет) появляются вирусы с сильными отличиями от основной популяции. Эти изменения серьезно затрагивают антигенную структуру гемагглютинина, а реже и нейраминидазы. В настоящее время механизм образования новых штаммов вирусов гриппа окончательно не ясен. Одна из существующих теорий основана на рекомбинации генов вируса гриппа животных (птиц, свиней) и человека, не имеющему к нему готовых факторов защиты - клеточного и гуморального иммунитета. Многие типы животных - это птицы, свиньи, лошади, морские млекопитающие и др. (включая человека), могут быть инфицированы вирусом гриппа А. Некоторые типы вирусов типа А могут инфицировать несколько типов животных. Вирус гриппа содержит 8 молекул РНК. В случае, если в одном организме (например, свиньи) встречаются два разных вируса гриппа, то они могут обмениваться фрагментами нуклеиновой кислоты друг с другом. Другая теория стоит на позициях рецикличного появления вируса в человеческой популяции (Маринич И.Г., 2002).

1.4.
Как происходит заражение

Вирус гриппа очень легко передается. Самый распространенный путь передачи инфекции - воздушно-капельный. Также возможен (хотя и более редок) и бытовой путь передачи - например, заражение через предметы обихода (рис. 5). В течение суток через дыхательные пути человека проходит около 15 000 л воздуха, микробное содержание которого фильтруется и оседает на поверхности эпителиальных клеток.

Микробная контаминация воздуха приобретает опасность лишь при наличии в ней болезнетворных вирусов и бактерий, рассеиваемых больными и носителями респираторных инфекций (Карпухин Г.И., 2001).

Межклеточная стадия	Связывание рецепторов	Эндоцитоз	Слияние	Высвобождение вирусной РНК
Проникновение в клеточное ядро	Перемещение вирусной РНК и белков к клеточной поверхности	Сборка вирусных частиц	Высвобождение вирусов

Рис. 5. Схема взаимодействия вируса и клетки

При кашле, чихании, разговоре из носоглотки больного или вирусоносителя выбрасываются частицы слюны, слизи, мокроты с болезнетворной микрофлорой, в том числе с вирусами гриппа. На короткий промежуток времени вокруг больного образуется зараженная зона с максимальной концентрацией аэрозольных частиц.

Частицы размером более 100 мкм (крупнокапельная фаза) быстро оседают. Дальность их рассеивания обычно не превышает 2-3 м (Жуков А.О., 2003).

Степень концентрации вируса гриппа и длительность его пребывания во взвешенном состоянии в воздухе в первую очередь зависят от величины аэрозольных частиц.

Последнее определяется силой и частотой физиологических актов - чихания, кашля, разговора. Эти данные наглядно подтверждают необходимость конкретной санитарной пропаганды соблюдения больными гриппом и другими ОРЗ элементарных гигиенических правил.

Стоит убедить больного чихать с закрытым ртом, как количество выбрасываемых в воздух аэрозольных частиц может быть уменьшено в 10-70 раз, а значит, снижена концентрация в воздушной среде вируса гриппа.

Если учесть, что 80 % выбрасываемых при этом частиц размером свыше 100 мкм, значит, они быстро будут оседать и иметь эпидемиологическое значение главным образом для лиц, находящихся в непосредственной близости от больного (табл. 1) (Жуков А.О., 2003).

Таблица 1.

Количество и соотношение частиц бактериального аэрозоля при чихании и кашле

Физиологические акты	Количество образуемых частиц тыс.	Соотношение частиц. %
Физиологические акты	Количество образуемых частиц тыс.	более 100 мкм	менее 100 мкм
Чиханье (сильное, с открытым ртом)	100-800	50	50
Чиханье (задержанное, с закрытым ртом)	10-15	80	20
Кашель средней силы	50—10	85-90	20-15

После заражения вирусные частицы задерживаются на эпителии дыхательных путей. Обычно клетки слизистой оболочки носа, горла и респираторного тракта "выметают" вирусов, таким образом, предотвращая инфекцию.

Однако в некоторых случаях, частицы вируса попадают прямо в альвеолы, обходя первичные защитные механизмы организма.

В дыхательных путях вирусы прикрепляются к клетке при помощи гемагглютинина. Фермент нейраминидаза разрушают клеточную мембрану слизистой и вирус проникает внутрь клетки путем клеточного включения (эндоцитоза). Затем вирусная РНК проникает в клеточное ядро.

В результате, в клетке нарушаются процессы жизнедеятельности и она сама, используя собственные ресурсы, начинает производить вирусные белки. Одновременно происходит репликация вирусной РНК и сборка вирусных частиц. Новые вирусы высвобождаются (одновременно происходит разрушение клетки, ее лизис) и поражают другие клетки.

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 103, а концу первых суток -1023. Высочайшая скорость размножения вируса гриппа объясняет столь короткий инкубационный период -1-2 суток.

Быстроте репродукции вируса благоприятствует распространение многих сотен вирионов, подготовленных лишь одной зараженной клеткой.

В дальнейшем вирус попадает в кровь и разносится по всему организму. Активация вирусом всей системы протеолиза и повреждение клеток эндотелия капилляров приводит к повышенной проницаемости сосудов, кровоизлияниям и дополнительному повреждению ткани. Вирус, попадая в кровь, вызывает угнетение кроветворения и иммунной системы, развивается лейкопения и другие осложнения (Жуков А.О., 2003).

В процессе своей жизнедеятельности вирус гриппа поражает мерцательный эпителий респираторного тракта. Физиологической функцией мерцательного эпителия является очищение дыхательных путей от пыли, бактерий и т.д. Если мерцательный эпителий разрушается, он уже не может в полной мере выполнять свои функции, и бактерии с большей легкостью проникают в легкие.

Таким образом, появляется опасность развития бактериальной суперинфекции (например, пневмонии и бронхита) (Иванников Ю.Г. Жуков А.И. Парсагашвили Е.З., 2002).

Рис. 6. Схема воздействия вируса на мерцательный эпителий

A. Соединительная ткань, B. Базальная мембрана, C. Поврежденный участок эпителия, D. Окружающая среда

Описанная активность вируса гриппа представляет собой основное отличие между вирусной гриппозной инфекцией и другими ОРЗ, которые не всегда вызывают подобного рода поражения, или вообще не вызывают их. С другой стороны, симптоматика вирусной гриппозной инфекции и других ОРЗ приблизительно одинакова (табл. 2) (Иванников Ю.Г. Жуков А.И. Парсагашвили Е.З., 2002).

Таблица 2.

Защитные механизмы против вирусной инвазии и репликации

Защитные факторы организма	Антивирусные эффекты	Действие вируса
Слизь на поверхности эпителия дыхательного тракта	Предупреждение фиксации и перемещения вируса до достижения им эпителия	Нейраминидаза позволяет вирусу проникать сквозь мукозальную защиту
Интерферон	Очистка организма от вируса	Быстрая репликация вируса до эффективной зашиты интерферона
Т-лимфоциты, макрофаги	Деструкция вирус-инфицированных клеток	Быстрая репликация вируса до необходимой активации клеточного иммунитета
Антитела против вирусных белков	Нейтрализация вируса (предупреждение повторного заражения)	Антигенный дрейф

1.5. Симптомы и диагностика гриппа

Грипп - острое высоко контагиозное заболевание, которое отличается резким токсикозом, умеренными катаральными явлениями с наиболее интенсивным поражением трахеи и крупных бронхов.

Клиника гриппа и острых респираторных заболеваний, вызываемых различными вирусами, из-за сочетания общетоксических симптомов и поражения дыхательных путей, имеет много сходных черт.

Обычно грипп начинается остро. Инкубационный период
, как правило, длится 1-2 дня, но может продолжаться до 5 дней.

Затем начинается период острых клинических проявлений
. Тяжесть болезни зависит от многих факторов: общего состояния здоровья, возраста, от того, контактировал ли больной с данным типом вируса ранее. В зависимости от этого у больного может развиться одна из 4-х форм гриппа: легкая, среднетяжелая, тяжелая и гипертоксическая. Симптомы и их сила зависят от тяжести заболевания (Исаков В.А, 2005).

В случае легкой
(включая стертые и субклинические) формы гриппа, температура тела может оставаться нормальной или повышаться не выше 38°С, симптомы инфекционного токсикоза слабо выражены или отсутствуют.

В случае среднетяжелой
(манифестной) формы гриппа температура повышается до 38,5-39,5°С и отмечаются классические симптомы заболевания: интоксикация, обильное потоотделение, слабость, светобоязнь, суставные и мышечные боли, головная боль, катаральные симптомы, гиперемия мягкого неба и задней стенки глотки, гиперемия конъюнктив, респираторный симптомы, поражение гортани и трахеи, сухой (в ряде случаев - влажный) болезненный кашель, нарушение фонации, боли за грудиной, ринит (насморк), гиперемия, цианотичность, сухость слизистой оболочки полости носа и глотки.

Синдром сегментарного поражения легких - динамично нарастающая (в течение нескольких часов) легочно-сердечная недостаточность с типичной сегментарной тенью в одном из легких; при благоприятном исходе клинико-рентгенологические изменения разрешаются (практически бесследно) в течение 2-3 дней (дифференциальное отличие от пневмонии). При гипертоксической форме возможен отек легких, обычно заканчивающи

йся геморрагической пневмонией (Исаков В.А, 2005).

При развитии тяжелой формы
гриппа температура тела поднимается до 40-40,5°С. В дополнение к симптомам, характерным для среднетяжелой формы гриппа появляются признаки энцефалопатии (психотические состояния, судорожные припадки, галлюцинации), сосудистые расстройства (носовые кровотечения, точечные геморрагии на мягком небе) и рвота.

При гипертоксической форме
гриппа возникает серьезная опасность летального исхода, особенно для больных из группы риска. Эта форма гриппа включает в себя (помимо вышеперечисленных) следующие проявления: гипертермический синдром, менингизм (единичные или сочетанные менингеальные признаки при отсутствии достоверных воспалительных изменений со стороны мягких мозговых оболочек), энцефалопатия в сочетании с гемодинамическим расстройствами у детей (объединяют термином нейротоксикоз) - наиболее частая причина летального исхода при тяжелом гриппе; возникновение отечного геморрагического синдрома, развитие в различной степени выраженности дыхательной недостаточности, вплоть до отека легких (геморрагическая пневмония), а также отека мозга у отдельных больных.

Как правило, грипп диагностируется по совокупности клинических проявлений. При постановке диагноза гриппа необходимо учитывать время года и вероятность эпидемии гриппа (Исаков В.А., и др., 2000).

Синдром
катарального воспаления
(негнойные воспалительные изменения носоглотки и конъюнктивы глаз) - типичный диагностический признак многих респираторных вирусных инфекций.

Синдром сегментарного поражения легких
- динамично нарастающая (в течение нескольких часов) легочно-сердечная недостаточность с типичной сегментарной тенью в одном из легких (сегментарный отек легких); при благоприятном исходе клинико-рентгенологические изменения проходят в течение 2-3 дней (дифференциальное отличие от пневмонии). При гипертоксической форме возможен отек легких, обычно заканчивающийся геморрагической пневмонией.

Лабораторные диагностические методы предназначены для целей ранней (экстренной) или ретроспективной диагностики (Исаков В.А., и др., 2000).

1.6.
Эпидемиология гриппа

Об эпидемии говорят тогда, когда одновременно заболевают гриппом большое количество людей в одной стране. Продолжительность эпидемии гриппа обычно составляет 3-6 недель.

В случае пандемии грипп поражает одновременно большое количество людей в разных странах. В этом случае заболевание вызывается новыми серотипами вируса гриппа, к которым восприимчива подавляющая часть населения. Поэтому вирус распространяется с очень высокой скоростью и вызывает заболевание в очень тяжелой форме.

Самая жестокая из известных пандемий гриппа случилась в 1918 году. Предполагается, что первые случаи произошли в Китае, но первые документально подтвержденные случаи смертельного респираторного заболевания были описаны в Соединенных Штатах в марте 1918 и в портовых городах Франции, Испании и Италии в апреле 1918. Люди прозвали болезнь "испанской лихорадкой".

В течение 10 месяцев пострадало население всего мира. Повторные всплески заболевания произошли в 1918-19 и 1919-20 гг. и поразили тех, кто не заболел во время первого пика. Потери были ужасающие: по самым оптимистичным прогнозам от испанки умерло 20 млн. человек, однако по некоторым данным эта цифра достигла 40-50 млн.

Одной из основных загадок вируса гриппа является то, что большую часть времени вирус отсутствует в популяции. Эпидемии случаются, как правило, осенью или зимой (Северное полушарие) или весной и летом (в Южном полушарии). Длительность эпидемии составляет 1-3 месяца, после чего вирус снова исчезает.

Где он циркулирует в остальное время, где и как происходит антигенный дрейф, до сих пор до конца не ясно. Наиболее правдоподобная гипотеза говорит о том, что вирус циркулирует в районе экватора (где заболевания гриппом регистрируются круглогодично).

Также закономерно уменьшается в соответствующих группах городов и эпидемическая заболеваемость гриппом : 11,3% ; 10,9% и 9,7 % соответственно.

Грипп - сезонное заболевание. В Северном полушарии в местах с умеренным климатом он появляется, в основном, в зимние месяцы, к весенне-летнему периоду заболеваемость снижается.

В Южном полушарии вспышки гриппа бывают в период между маем и сентябрем. В тропических регионах заболевание не проявляется сезонно, хотя частота возникновения инфекции очень похожа на появление этого заболевания в умеренных зонах.

Вспышки заболевания регистрируются в любое время года, но наибольшая их частота наблюдается при смене погоды (например, в период муссонов в Индии).

Повышенная частота эпидемий в холодное время года, по-видимому, объясняется тем, что возникает большая скученность людей в закрытых помещениях во время холодной и влажной погоды (Бугаев В., 2004).

По мере развития эпидемии меняется распределение числа заболевших (с диагнозом, подтвержденным лабораторными исследованиями) по возрастным группам. Так, по мере расширения масштабов эпидемии происходит сдвиг в сторону детей дошкольного возраста и взрослых. Госпитализация лиц, достигших 65-летнего возраста и старше, приходится, как правило, на вторую половину эпидемии.

Резервуаром вируса как правило является больной человек. Последние вспышки гриппа (например, в Гонконге) дают основания предполагать, что возможна передача вируса типа А от животного к человеку.

Гриппом болеют люди любого возраста во всем мире, но наибольшее количество заболеваний наблюдается у детей в возрасте от 1 до 14 лет (37%), что в четыре раза выше, чем у пожилых (10%).

Период контагиозности начинается с конца инкубационного и длится весь лихорадочный период, достигая своего максимума через 1-2 дня после начала заболевания. После 5-7-го дня болезни концентрация вируса в выдыхаемом воздухе резко снижается, и больной становится практически неопасным для окружающих.

Большую эпидемическую опасность представляют больные, которые при заболевании гриппом не остаются дома, а продолжают посещать общественные места. Продолжая вести активный образ жизни, они успевают заразить большое число людей (Бугаев В., 2006).

Передача инфекции осуществляется воздушно-капельным путем. Вирус со слизистых дыхательных путей при дыхании, чихании, кашле, разговоре выделяется в огромной концентрации и может находиться во взвешенном состоянии несколько минут. Также существует вероятность передачи инфекции через предметы обихода, соски, игрушки, белье, посуду.

На рисунке 7 и 8 представлена информация о заболеваемости гриппа и ОРВИ населения РФ на 18.12.2006 г. и на 28.10.2007 год.

Рис. 7. Заболеваемость гриппа и ОРВИ в РФ на состояние 18.12.2006 г. - нет данных, - относительно стабильные уровни заболеваемости, - рост заболеваемости, - эпидемия, продолжающийся рост заболеваемости, - эпидемия, заболеваемость идет на спад, - снижение заболеваемости (Бугаев В., 2006).

Рис. 8. Заболеваемость гриппа и ОРВИ в РФ на состояние 28.10.2007 г. - нет данных, - относительно стабильные уровни заболеваемости, - рост заболеваемости, - эпидемия, продолжающийся рост заболеваемости, - эпидемия, заболеваемость идет на спад, - снижение заболеваемости (Бугаев В., 2007).

1.7. Факторы, влияющие на распространение гриппа

Американским ученым удалось экспериментально подтвердить лучшую выживаемость вируса гриппа при низкой температуре и влажности. Вирус передавался только по воздуху, температуру и влажность которого меняли в широком диапазоне. Оказалось, что при комнатной температуре максимальная эффективность передачи вируса наблюдается при двух значениях относительной влажности - при 20-35% и при 65%. При 50% передача вируса существенно ниже, а при влажности выше 80% она прекращается вовсе. Объясняется это явление тем, что капли с вирусом при такой влажности в воздухе не удерживаются и оседают на поверхности (PLoS Pathogens).

Грипп - это заболевание, возникающее сезонно. В Северном полушарии максимум заболеваемости гриппом приходится на зимние месяцы. В Южном полушарии, наоборот, пик заболеваемости регистрируется в летний период. В тропиках не отмечается какой-либо сезонности - вспышки гриппа появляются круглогодично, чаще всего при смене погоды. Вирус гриппа наиболее устойчив при низких температурах - он может сохранятся при температуре 4°С в течение 2-3 недель; прогревание при температуре 50-60°С вызывает инактивацию вируса в течение нескольких минут, действие дезинфицирующих растворов - мгновенно.

Вирусы гриппа типа А могут инфицировать несколько видов животных, включая птиц, свиней, лошадей, тюленей и китов. Вирусы гриппа, которые инфицируют птиц, называют "вирусами птичьего гриппа". Вирус птичьего гриппа обычно не передается человеку напрямую от птиц и не циркулирует среди людей, однако известны случаи заболевания и даже гибели среди людей во время вспышек 1997-1999 и 2003-2004 года. По-видимому, человек является конечным звеном в передаче вируса птичьего гриппа, т.к. до сих пор не зафиксировано случаев передачи этого вируса от человека человеку.

Изучение родословных вирусов гриппа в различных видах птиц показало, что вирусы гриппа птиц в Евразии и Америке эволюционировали независимо. Таким образом, миграция между этими двумя континентами (широтная миграция) практически не играет роли в трансмиссии вируса гриппа, в то время как птицы, мигрирующие по долготе, по-видимому, вносят решающий вклад в продолжающийся процесс эволюции вируса гриппа (Webster RG. Influenza: An Emerging Disease, Emerging Infectious Diseases 1998; 4(3):436-441).

Существует четыре основных пути миграции птиц, перелетающих на значительные расстояния, в особенности ржанок, пересекающих территорию России (указаны с запада на восток):

· Восточноафриканский-Евразийский

· Центральноазиатский-Индийский

· Восточноазиатский-Австралийский

· Западнотихоокеанский.

Из этих данных можно сделать выводы о распространении птичьего гриппа.

В случае обнаружения подозрений на зараженность птичьим гриппом птицехозяйство закрывается на карантин с запрещением ввоза-вывоза птицы и яиц за его пределы. В случае подтверждения подозрений предприятия обязаны принимать меры по ликвидации болезни - зараженную птицу умертвляют бескровным способ с последующим сожжением тушек, перьев, яиц, помета, а также всех средств, с которыми больная птица могла быть в контакте.

Выявляется четкая зависимость уровня заболеваемости городского населения от численности населения города. Наибольшая эпидемическая заболеваемость ОРЗ отмечена в городах с численностью населения 1 млн. и больше - 29,7%, в городах с населением от 500 тыс. до 1 млн. - 24,1%, а в городах с населением меньше 500 тыс. - 22,1%. Также закономерно уменьшается в соответствующих группах городов и эпидемическая заболеваемость гриппом : 11,3% ; 10,9% и 9,7 % соответственно.

· Выделяются несколько групп людей наиболее подверженные заболеванию:

· дети (особенно раннего возраста);

· пожилые люди (старше 60 лет);

· больные хроническими тяжелыми заболеваниями сердца (пороки сердца, ишемическая болезнь сердца, тяжелая артериальная гипертония) и легких (бронхиальная астма, хронический бронхит, эмфизема легких);

· учителя, медицинские, транспортные работники и сфера обслуживания;

· организованные коллективы - воинские части, например. Люди живут в очень тесном контакте, один заболевший всех подкосит непременно;

· спортсмены - не потому, что в коллективе, а потому, что организм их ослаблен тренировками.

Детские контингенты являются наиболее значительной группой населения «высокого риска» заражения. Сравнительно редко болеют гриппом дети до 6-месячного возраста, что связано с наличием у них пассивного иммунитета - высокого титра защитных антител, переданных матерью; значительно чаще поражаются дети от 6 мес до 3 лет. К этому времени организм ребенка уже утрачивает пассивный, но еще не успевает приобрести активного иммунитета. С увеличением возраста детей усиливаются защитные реакции организма и, соответственно, снижается уровень заболеваемости среди них. В целом же детские контингенты отличает очень высокая степень контакта между собой, со взрослыми, и это в значительной степени способствует массовому распространению гриппа. В эпидемии гриппа А на долю детей приходится до 40% от числа общего заболевания гриппом всего населения. В 1997 г. в РФ они составили 54,3% (18,01 млн из 33,14 млн заболевших). Заболеваемость среди детей в 4,6 раза выше, чем среди взрослых (59 921,4 против 12 948,8 на 100тыс населения соответствующего возраста). C возрастом заболеваемость детей гриппом нарастает, достигая максимума к 7 - 14 годам.

Грипп В - преимущественно детская инфекция. Доля детей до 14 лет среди всех переболевших в эпидемии гриппа В составляет около 60-65 %, а заболеваемость их по интенсивным показателям превосходит таковую взрослых в 3-4 раза. В отдельные годы эпидемические подъемы заболеваемости гриппом В регистрируются только среди детей.

Не менее важное значение в создании напряженной эпидемической ситуации принадлежит еще двум группам населения: лицам пожилого возраста и хроническим больным, особенно с патологией сердечно-сосудиcтой и дыхательной систем. Практически на эти 3 группы (дети, лица пожилого возраста и хронические больные) приходится свыше 80% всех осложнений от гриппа. Все они относятся к группе лиц «особого риска» заражения и неблагоприятного исхода заболевания, и, естественно, все они нуждаются в своевременных, полных и тщательных мерах защиты от заражения вирусом гриппа.

Путешествие самолетами способствует распространению эпидемий. Об этом заявили американские медики, изучив особенности распространения вируса гриппа.

По их данным, резкое сокращение воздушного движения после терактов 11 сентября задержало начало сезона гриппа 2001-2002 годов. Между тем во Франции, где не были введены ограничения на полеты, никакой задержки в распространении эпидемии гриппа в сезон 2001-2002 годов не наблюдалось.

Исследователи изучили данные американского министерства транспорта и Центров по контролю и предотвращению заболеваний за период с 1996 по 2005 годы. Как удалось установить, пик смертельных исходов при заболевании гриппом в США приходится обычно на 17 февраля. Однако в 2002 году, после снижения интенсивности пассажирских авиаперелетов, он был отсрочен на две недели, до 2 марта. В последующие годы пик заболеваний гриппом вновь переместился к середине февраля.

Наибольшую роль в трансграничном распространении гриппа играет транспорт, осуществляющий перевозки людей на очень большие расстояния. Это, во-первых, воздушный транспорт, водный и железнодорожный транспорт. Авиаперевозки и водный транспорт играют определяющую роль в переносе вируса гриппа между континентами и странами. Железнодорожный транспорт также вносит значительный вклад в перенос вируса гриппа между странами, но основная роль в переносе вируса гриппа ему принадлежит при переносе вируса гриппа внутри страны и между ее отдельными территориями. Это этап большого и среднего переноса вируса гриппа с помощью транспорта.

Вирус гриппа попавший с тем или иным видом транспорта на материк, страну или регион страны включается в цепь распространения, в том числе и малого распространения при помощи транспорта, внутри определенного населенного пункта. Занесенный вирус гриппа формирует очаг в данном регионе, который и обеспечивает заражение все большего и большего количества людей, превращая их в зараженных переносчиков которые, также начинают заражать других людей (рис. 9).

В малом распространении вируса гриппа в регионе или определенном пункте, важнейшую роль играет общественный транспорт, осуществляющий ежедневные перевозки огромного количества людей. В общественном транспорте, особенно в часы пик, наблюдается высокая концентрации людей, люди за частую находятся очень близко друг от друга, что обеспечивает высокую распространяемость вируса гриппа.

Несколько меньшую роль в распространении вируса гриппа, играет личный транспорт людей. Люди, передвигающиеся по городу на личном транспорте являются источником заражения в первую очередь для членов своей семьи, здесь имеет место быть и контагиозная передача, при контакте с различными частями автотранспортного средства. Но в распространении самого вируса в нутрии населенного пункта личный транспорт играет, видимо большую роль. Общественный транспорт привязан к определенным маршрутам. И переносит вирус гриппа только в определенных направлениях (рис. 9).

На личном автомобиле человек теоретически может приехать в любую точку населенного пункта, и привнести туда вирус.

Важным фактором распространения инфекции в наши дни служит развитие современных средств транспорта, международных контактов, усиление миграции. Поскольку этим процессам нет альтернативы, то, вероятнее всего, скорость распространения гриппа и дальше будет возрастать.

Глава 2. Имитационная модель

Транспорт является одним из основных путей распространения вируса гриппа по территории нашей планеты. С развитием транспорта усиливаются эпидемии гриппа, и ускоряется их миграции от очага возникновения в различные точки планеты (рис. 9).

Резервуаром вируса как правило является больной человек. Большую эпидемическую опасность представляют больные, которые при заболевании гриппом не остаются дома, а продолжают посещать общественные места. Продолжая вести активный образ жизни, они успевают заразить большое число людей.

Набольшие очаги гриппа всегда есть в окружающей среде, при наступлении благоприятных условий для распространения и инкубации вируса гриппа начинается развиваться эпидемия и даже пандемии, в развитии которых немаловажную роль играет транспорт (рис. 9).

Наибольшую роль в трансграничном распространении гриппа играет транспорт, осуществляющий перевозки людей на очень большие расстояния. Это, во-первых, воздушный транспорт, водный и железнодорожный транспорт. Авиаперевозки и водный транспорт играют определяющую роль в переносе вируса гриппа между континентами и странами. Железнодорожный транспорт также вносит значительный вклад в перенос вируса гриппа между странами, но основная роль в переносе вируса гриппа ему принадлежит при переносе вируса гриппа в нутрии страны и между ее отдельными территориями. Это этап большого и среднего переноса вируса гриппа с помощью транспорта.

В предупреждении распространения вируса гриппа, основную роль играет самосознание и уровень бытовой культуры людей, заболев человек не должен далее вести активный образ жизни. Он должен перенести болезнь дома, и только окончательно выздоровев выходить из дома.

Таким образом, предложенная модель отражает основные закономерности влияния развития транспортных коммуникаций на распространение вируса гриппа, как при трансграничном переносе, так и распространении внутри определенного населенного пункта.

Заключение

Резервуаром вируса, как правило является больной человек. Последние вспышки гриппа (например, в Гонконге) дают основания предполагать, что возможна передача вируса типа А от животного к человеку.

Большую эпидемическую опасность представляют больные, которые при заболевании гриппом не остаются дома, а продолжают посещать общественные места. Продолжая вести, активный образ жизни, они успевают заразить большое число людей.

В современном обществе очень немногие потребности человека могут быть удовлетворены без помощи транспорта, который используется либо для перевозки грузов к местам их использования, либо людей к местам потребления товаров и услуг.

Транспорт является частью экономической деятельности, которая связана с увеличением степени удовлетворения потребностей людей при помощи изменения географического положения товаров и людей. Он может доставлять сырье к местам, где потребители могут их лучше использовать.

Транспорт существенно зависит от географических условий, особенно от топографических особенностей горных цепей, равнин, долин и береговой полосы, являясь средством заполнения географических разрывов между производством и потребителем. Транспорт призван связывать производство и потребителя и должен для этого создавать соответствующие средства и во многих случаях выступает как катализатор, повышая уровень активности экономики. Он позволяет расширить масштабы производства, связать производство и потребителей. Транспорт нужен для достижения уровня личного благосостояния, невозможного в прошлом.

В едином народнохозяйственном комплексе транспорт занимает особое место. Он является одной из отраслей, формирующих инфраструктуру народного хозяйства, призванного удовлетворять постоянно растущие потребности общества в пространственном перемещение вещественных продуктов труда и людей.

В связи с таким бурным и широким развитием транспортных коммуникаций, очень остро встает проблема перемещения нежелательных агентов по земле, и их очень быстрое распространение. К таковым и относится вирус гриппа. Вирус не возможно задержать, он проникает везде и с больными людьми распространяется по миру. Кроме того, транспорт, например, общественный транспорт, является местом концентрации большого количества людей, в котором люди находятся очень близко друг к другу, что также является фактором риска заболеваемости гриппом.

Таким образом можно сделать вывод, что развитие транспортных коммуникаций играет определяющую роль в распространении вируса гриппа. Предложенная в работе имитационная модель отображает основные закономерности влияния транспортных связей различного уровня на распространения вируса гриппа, как при трансграничном переносе, так и внутреннего распространения в нутрии определенного населенного пункта.

Выводы

1. Первые упоминания о гриппе описываются еще древне греческими учеными, что говорит о давнем распространении этого заболевания в популяциях.

2. Грипп – это тяжелая вирусная инфекция, которая поражает мужчин, женщин и детей всех возрастов и национальностей.

3. Вирус гриппа очень изменчив имеет три основные разновидности А, В, С, которые в свою очередь имеют большое количество штаммов.

4. Вирус гриппа очень легко передается. Самый распространенный путь передачи инфекции - воздушно-капельный, через который и происходит заражение основной массы людей.

5. Грипп - острое высоко контагиозное заболевание, которое отличается резким токсикозом, умеренными катаральными явлениями с наиболее интенсивным поражением трахеи и крупных бронхов.

6. Развитие транспортных коммуникаций играет огромное значение в распространении вируса гриппа и развитии эпидемий и пандемий заболеваний гриппом.

7. В работе была предложена модель, которая отражает основные закономерности влияния развития транспортных коммуникаций на распространение вируса гриппа, как при трансграничном переносе, так и распространении внутри определенного населенного пункта.

Список литературы

1. Бугаев В. Грипп шагает по России / В. Бугаев // Гражд. защита. – 2004. - № 9. – с. 8-10

2. Бугаев В. Грипп шагает по России / В. Бугаев // Гражд. защита. - 2006. – № 10. – с. 15-16

3. Бугаев В. Грипп шагает по России / В. Бугаев // Гражд. защита. - 2007. – № 11. – с. 32-35

4. Грипп и другие респираторные вирусные инфекции: Эпидемиология, профилактика,диагностика и терапия /Под редакцией О.И. Киселева и др. – СПб., 2003. – 244 с.

5. Жуков А.О. Динамика смертности и летальности населения от гриппа и ОРЗ в России // Эпидемиологический надзор за гриппом и прогнозирование эпидемий.– Л., 2003. – с.36–39.

6. Иванников Ю.Г. Жуков А.И. Парсагашвили Е.З. Смертность от гриппа, ОРЗ и остройпневмонии как один из факторов, определяющих здоровье населения // ВестникРАМН. – 2002. – №9. с.44–48.

7. Исаков В.А. Современные средства симптоматической терапии гриппа и ОРЗ // TerraMedica – 2005. – №1 (14). – с .3–5.

8. Исаков В.А., Туркин В.В. Киселев О.И. и др. Использование антиоксидантов втерапии гриппа и ОРЗ. СПб.: Б.и., 2000.

9. Карпухин Г.И. Профилактика и лечение гриппа. Л., 2001. – с. 259

10. Маринич И.Г. Начало весны - сражаемся с гриппом / И.Г. Маринич // Фармац. вестник. - 2002. - № 3. – с. 2-5

11. Машковский М.Д. Лекарственные средства, М.: Медицина, 2003.

12. Свальнова В. Грипп: привет всей семье. / Свальнова В. // Здоровье. - 2004. - N 11. – с. 12-14

13. Смородинцев А.А. Грипп и его профилактика (руководство для врачей). Л., 1999. –383 с.

14. Шадрин А.С., Карпухин Г.И. Эпидемиология гриппа // Грипп / Под ред. Г.И.Карпухина. Л.: Медицина, 2000. - с. 30–73.

15. Ющук Н. Пневмонии при гриппе / Н. Ющук // Мед. газ. - 2005. - № 2. – с. 6-8.

Слов:	7398
Символов:	60840
Размер:	118.83 Кб.

Название реферата: Иммитационная модель распространения вируса гриппа