Naukowcy badają zagadkę „astmy burzowej”

W wyniku burzy, która przetoczyła się przez Melbourne w Australii w 2016 roku gwałtownie wzrosła liczba pacjentów oddziałów ratunkowych. Była to rzadka epidemia „astmy burzowej”, najpoważniejsza w historii.

Teraz nowy model, opublikowany 14 kwietnia w czasopiśmie PLOS One, wskazuje, że przyczyną nasilenia ataków astmy po burzy która przyczyniła się do śmierci 10 osób, może być kombinacja uderzeń piorunów, podmuchów wiatru, niskiej wilgotności i pękających cząstkach pyłków.

Jak sama nazwa wskazuje, astma burzowa występują, gdy przechodząca burza rozprasza cząsteczki alergenu w powietrzu, wywołując ataki astmy u podatnych osób, według American Lung Association. Najbardziej zagrożone są: osoby ze zdiagnozowaną astmą, zwłaszcza jeśli ich stan jest słabo kontrolowany; osoby z niezdiagnozowaną astmą; oraz osoby z sezonowym katarem siennym lub alergią życice (gatunek trawy), zgodnie z raportem dyrektora ds. Zdrowia stanu Wiktoria z 2017 roku.

Chociaż burze z piorunami są dość częste, przypadki astmy burzowej jest dość rzadkie. Od czasu pierwszego odnotowanego zdarzenia astmy burzowej w 1983 roku, w literaturze medycznej pojawiły się 22 opisy tego zjawiska, powiedziała autorka pierwszego opisu Kathryn Emmerson, starszy naukowiec z australijskiej organizacji Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO).

Dodała, że ​​z tych 22 wydarzeń 10 wystąpiło w Australii, więc wydaje się, że ten kraj jest „gorącym miejscem” dla takich zdarzeń.

Najpoważniejsza jak dotąd tego typu wydarzenie miała miejsce w rejonie Melbourne w dniu 21 listopada 2016 r. około godziny 17:30 czasu lokalnego. Przed burzą pogoda była gorąca, powyżej 86 stopni Fahrenheita (30 stopni Celsjusza) i było bardzo sucho, powiedziała Emmerson. Powietrze zawierało ponad 133,4 cząstkach pyłku na jard sześcienny (102 cząstek na metr sześcienny), co wskazuje, że sezon pylenia traw osiągnął swój szczyt w Australii.

„Zdarzenie miało miejsce w szczycie sezonu siennego i większość pacjentów cierpiała na reakcję alergiczną w drogach oddechowych” – powiedziała Emmerson. Zwykle cząstki pyłku życicy – głównego sprawcy epidemii – są zbyt duże, aby dotrzeć głęboko do płuc i zamiast tego dostać się do nosa i gardła; ale w jakiś sposób podczas burzy w 2016 roku warunki pogodowe rozbiły te cząstki na mniejsze cząsteczki, wywołując objawy astmy u dużej liczby osób.

Według raportu stanowego z 2017 r. burzę charakteryzował porywisty wiatr, ale spadło bardzo mało deszczu, tylko około od 1 do 4 milimetrów. Po burzy nastąpiła również fala wysokiej wilgotności. Jednak z powodu rzadkiego deszczu wiele osób pozostawało na zewnątrz podczas burzy, co zwiększyło liczbę osób narażonych na pyłki, zauważyła Emmerson.

Tego wieczoru i następnego dnia lokalni pracownicy służby zdrowia zostali nagle “zalani falą” pacjentów szukających pomocy.

Szpitale publiczne w Melbourne i pobliskim Geelong odnotowały 672% wzrost liczby pacjentów przychodzących na oddziały ratunkowe z problemami oddechowymi, w porównaniu ze średnią liczbą pacjentów o tej porze roku; co stanowi 3365 więcej przypadków niż oczekiwano na podstawie średniej z trzech lat. Ostatecznie, według koronera stanowego, objawy astmy burzowej przyczyniły się do śmierci 10 osób .

Oczywiście najważniejsze pytanie brzmi: dlaczego do tego doszło? W przeszłości naukowcy wysuwali teorię, że spadające w dół zimne powietrze z chmur burzowych wzbija w powietrze pyłki traw; po schwytaniu w chmury cząstki pyłku nasiąkły wodą i zaczęły pękać, jak głosi teoria. Badanie z 2016 roku, opublikowane w Journal of Applied Meteorology and Climatology, potwierdziło tą teorię, zauważono, że wiatr w chmurach – w mniejszym stopniu – przyczynia się do pękania pyłków, a także przyczynia się do wyładowań atmosferycznych.

Po wybuchu epidemii astmy burzowej w Melbourne stanowy wydział zdrowia chciał stworzyć pewnego rodzaju system prognozowania, który pomógłby przewidzieć, kiedy może nastąpić kolejne tego typu zdarzenie. Emmerson i jej koledzy zabrali się do pracy nad tym systemem prognozowania, ale odkryli, że wysoka wilgotność, rzekomo główna przyczyna pękania cząstek pyłku, nie była pomocnym czynnikiem prognostycznym do przewidywania astmy burzowej.

„Odkryliśmy, że warunki wysokiej wilgotności, miary ilości wody w atmosferze, występowały prawie każdego wieczoru – nie jest to kryterium dzięki któremu stworzyć system ostrzegawczy przewidujący stosunkowo rzadkie zdarzenie” – powiedziała Emmerson. Jeśli więc wysoka wilgotność posłużyłaby jako podstawa ich systemu ostrzegawczego, mogłoby to wywołać zbyt wiele fałszywych alarmów. Aby stworzyć lepszy model prognostyczny, Emmerson i jej zespół szukali innych warunków atmosferycznych, które mogą stanowić podstawę dla astmy burzowej.

Korzystając z danych z wydarzenia z 2016 r., zespół stworzył modele komputerowe, aby przetestować, jak pyłki unoszącego się w powietrzu pękają w różnych warunkach pogodowych; wsparli te modele eksperymentami laboratoryjnymi, w których poddawali pyłki podmuchom wiatru i impulsom elektrycznym. Opierając się na swoich eksperymentach i modelach, odkryli, że kilka zjawisk działa jednocześnie, aby rozbić cząstki pyłków na kawałki, a mianowicie silne wiatry, uderzenia pioruna oraz gromadzenie się i wyładowanie elektryczności statycznej wywołanej niską wilgotnością.

Należy jednak zauważyć, że „metoda wyładowań atmosferycznych była jedynym mechanizmem generowania wzoru w [cząstkach pyłku] podążających ścieżką burzy” – napisali autorzy. Zakładając, że burza z 2016 roku miała podobny “ogon pełen pyłków”, może to nieco wyjaśniać czas i rozkład wezwań karetek, które miały miejsce podczas zdarzenia, wskazując, że uderzenia pioruna mogą być kluczowym wyzwalaczem astmy burzowej.

Jednak podczas fatalnej burzy niewiele piorunów uderzyło w samo Melbourne, gdzie miało miejsce większość ataków astmy, zamiast piorunów uderzyło we wschodniej i południowej częsci miasta, donosi australijski serwis informacyjny 9News . Więc chociaż wydawało się, że istnieje pewna korelacja między uderzeniami piorunów a atakami astmy, nie było to idealne wyjaśnienie.

W rzeczywistości „żaden z testowanych procesów nie spełniał całkowicie naszych wymagań dotyczących systemu ostrzegawczego”, co oznacza, że ​​żaden nie był w pełni wiarygodnym sygnałem do prognozowania zdarzeń związanych z astmą burzową, powiedziała Emmerson. „Nie udało nam się jeszcze w pełni złamać kodu wywołującego astmę burzową”.

Na razie najlepszym podejściem do przewidywania takich zdarzeń jest monitorowanie burz związanych z silnymi podmuchami wiatru, a także śledzenie poziomu pyłków traw w powietrzu. Emmerson i jej zespół planują ulepszyć swój obecny model, częściowo poprzez lepsze oszacowanie ilości całych i pękniętych cząstek pyłku wyżej w atmosferze, blisko chmur.

Źródło: Nicoletta Lanese

Atmospheric modelling of grass pollen rupturing mechanisms for thunderstorm asthma prediction

Can a Thunderstorm Trigger an Asthma Attack?

Response to the November 2016 thunderstorm asthma event

The Role of Mesoscale-Convective Processes in Explaining the 21 November 2016 Epidemic Thunderstorm Asthma Event in Melbourne, Australia

New Australian study sheds light on cause of Melbourne’s deadly 2016 thunderstorm asthma event

Zdjęcie: Getty/Photography by Fred Zhang

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x