Периодически из разных стран мира приходят известия о вспышках "грозовой астмы" — острого респираторного заболевания, возникающего у людей после весенних гроз. В 2016 году в Австралии в больницы Мельбурна обратились по этому поводу несколько тысяч человек, некоторые — в очень тяжелом состоянии. Ученые наконец выяснили, в чем истинная причина загадочного недуга.

Вечером 21 ноября 2016 года над юго-востоком Австралии прошел грозовой фронт. Накануне стояла очень жаркая и сухая погода, температура превышала 30 градусов. При этом в воздухе было много пыльцы — весна, все цветет, в том числе райграс, или плевел многолетний (Lolium perenne), широко распрстраненный в регионе в качестве пастбищного кормового растения. Фронт двигался на восток, порывистый ветер поднимал пыльцу с полей высоко в воздух и разносил над населенными пунктами. Мельбурн гроза накрыла в 17:30 по местному времени, били молнии. Дождь был слабым, осадков выпало не больше четырех миллиметров, но облака принесли с собой много влаги.

Вскоре в службы экстренной помощи Мельбурна и соседнего города Джелонга начали звонить местные жители с жалобами на проблемы с дыханием. Наутро больницы были переполнены. К вечеру насчитали 3365 пациентов с классическими симптомами астмы — хрипы, одышка. Это на 672 процента больше обычного показателя для этого времени года. Медики не справлялись с таким наплывом, не всем оказали помощь вовремя. В итоге десять человек умерли.

Загадка грозовой астмы

Грозовую астму фиксировали в Бирмингеме в Великобритании в 1983-м, Мельбурне — в 1987 и 1989-м, Лондоне — в 1994-м, Мадриде — в 2001-м, Неаполе — в 2004-м, Иране — в 2013-м, Китае — в 2018-м. Всего 26 случаев, из которых десять — в Австралии. В Мельбурне — примерно раз в пять лет. Виной тому — поля райграса, пыльца которого считается сильным аллергеном. При цветении этого растения аллергики стараются не выходить из дома. Но в том-то и заключалась загадка, что заболевали не только они. Трехлетнее обсервационное исследование показало, что из примерно десяти тысяч пострадавших в Мельбурне в ноябре 2016-го у 56 процентов никогда раньше не диагностировали астму, а у 13 в анамнезе не было даже ринита.

Ученые установили, что аллергическую реакцию вызывает не сама пыльца плевела, а заключенные в ней крахмальные гранулы. В каждой частице содержится до 700 таких гранул. Пока зерна пыльцы целые, они задерживаются волосками в носу, а высвободившиеся гранулы микронного размера легко проходят сквозь этот фильтр, попадая в бронхи и легкие. Осталось понять механизм высвобождения гранул. После вспышки 2016 года в Мельбурне департамент здравоохранения штата Виктория создал систему мониторинга. Специалисты регулярно брали пробы воздуха. Выяснилось, что после дождя содержание в атмосфере фрагментов разрушенных зерен — субпыльцевых частиц SPP (sub-pollen particles) — увеличивается в 50 раз.

Выдвинули гипотезу: во время грозы сильный ветер поднимает в воздух зерна пыльцы, которые, напитываясь влагой, лопаются в результате осмотического шока и распадаются на SPP. Исследования динамики конвективных течений в атмосфере в зоне движения грозового фронта подтвердили возможность такого сценария. Однако грозы в период цветения — не такая уж редкость, все они сопровождаются сильными ветрами и повышением влажности, но далеко не каждая приводит к вспышке заболевания.

Предположили "идеальный шторм" — совпадение многих обстоятельств, таких как специфические погодные условия, когда длительный период жары и засухи, приводящий к рассеиванию и растрескиванию зерен пыльцы, сменяется сильным ветром и дождем; увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере и температуры воздуха, усиливающее аллергическую реакцию, и так далее. Окончательно проблему решили с помощью компьютерного моделирования, учитывающего все эти факторы.

Все дело — в молниях

Австралийские исследователи во главе с Кэтрин Эммерсон из подразделения по океанам и атмосфере Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO) построили полную физическую модель распада частиц пыльцы в атмосфере и пришли к выводу, что главная причина — не насыщенность воздуха влагой, а разряды атмосферного электричества — молнии.

Также выяснили, что наиболее сильный электрический заряд в атмосфере накапливается в результате механического трения от порывов ветра в условиях низкой относительной влажности. Именно молнии в сухой атмосфере, а не последующее насыщение ее влагой, — по мнению исследователей, виноваты в катастрофе 2016 года. Результаты компьютерного моделирования проверили в лабораторных экспериментах. Взяли воздух с пыльцой в количестве порядка 102 зерна на кубический метр, что соответствует периоду цветения трав, и воздействовали на него — влагой, сильным ветром, ударом молнии, повышенным потенциалом атмосферного электричества с низкой влажностью. Оказалось, что триггер, запускающий масштабный распад пыльцевых частиц в воздухе, — молнии с сильным ветром в сухой атмосфере. Именно так было в ноябре 2016-го в Мельбурне. Причем из-за слабого дождя многие в грозу оставались на улице и глотали пыльцу.

Причины разные — результат один

В ретроспективном обзоре случаев грозовой астмы в мире, опубликованном в прошлом году, отмечают, что возбудителями могут быть не только зерна пыльцы плевела. Так, например, в Великобритании вспышки астмы связаны со спорами грибковой плесени Alternaria alternata, поражающей листья растений. Происходит это обычно в конце июля, когда пыльцы в воздухе уже немного, а споры грибов, наоборот, — на максимуме. А на северо-западе Китая в городе Юлинь в сентябре 2018-го главным аллергеном стала пыльца полыни. Тогда госпитализировали 51 ребенка.

https://ria.ru/20210503/molnii-1730161384.html