Hoeveel microben zijn er nodig om ons ziek te maken?

Pathogenen kunnen ons niet zomaar ziek maken. Eerst moet de ziekteverwekker het lichaam binnendringen en natuurlijke barrières zoals de huid, slijm, trilharen en maagzuur omzeilen. Daarna moet hij zich vermenigvuldigen. Sommige bacteriën en parasieten kunnen dat vrijwel overal in het lichaam, terwijl virussen en sommige andere pathogenen dat alleen vanuit een cel kunnen doen. En dat is nog niet alles, ziekteverwekkers moeten ondertussen ook nog aanvallen van ons immuunsysteem afslaan.

Hoewel we voortdurend overspoeld worden door microben, is het aantal dat ons lichaam daadwerkelijk binnendringt dus meestal te klein om ons ziek te maken. Een kleine dosis kan ons immuunsysteem soms juist herinneren aan het bestaan van een ziekteverwekker, waardoor het meer antilichamen aanmaakt. Daardoor zijn we in de toekomst beter beschermd tegen die microben.

Wanneer er wel voldoende microben langs ons immuunsysteem raken en zich vermenigvuldigen, worden we ziek. Hoe ziek precies, hangt af van de hoeveelheid die in ons lichaam aanwezig is. Hoe hoger het aantal microben waartegen ons lichaam vecht, hoe zieker we ons namelijk voelen.

Besmettelijke dosis

Hoeveel microben in ons lichaam er precies nodig zijn om ons ziek te voelen verschilt per ziekteverwekker. Dat hangt dus af van de ‘besmettelijke dosis’. In de meeste gevallen is die dosis redelijk hoog, maar voor sommige microben is een ongelooflijk klein aantal organismen al voldoende om ons ziek te maken en om besmettelijk te zijn.

Dit is bijvoorbeeld het geval bij het norovirus. Dit maagvirus is berucht om zijn snelle verspreiding. De ‘besmettelijke dosis’ is namelijk slechts achttien individuele virussen. Nauw contact en dezelfde oppervlaktes aanraken kan dus al voldoende zijn voor een besmetting die zelfs nog enkele dagen later kan plaatsvinden.

Waarom de ene ‘besmettelijke dosis’ hoger is dan de andere is nog niet bekend, maar onderzoekers vermoeden dat de manier waarop pathogenen te werk gaan een rol speelt. Uit een onderzoek naar virussen, bacteriën, parasieten en schimmels uit 2012 bleek dat ziekteverwekkers die direct contact met gastheercellen vereisen meestal effectiever zijn, zodat hun besmettelijke dosissen vrij laag zijn. Ziekteverwekkers die rechtstreeks in het bloed terecht komen hebben ook een kleinere ‘besmettelijke dosis’. Wanneer pathogenen gastheercellen indirect aanvallen (bijvoorbeeld door eiwitten af te scheiden die vervolgens gastheercellen beschadigen), is er een grotere dosis nodig om de gastheer te infecteren. Er is echter meer onderzoek nodig om dit te bevestigen.

De ‘besmettelijke dosis’ bepalen is nog geen exacte wetenschap, maar er bestaan wel twee manieren die onderzoekers toepassen. De eerste methode is proefdieren blootstellen aan een dosis ziekteverwekkers. Onderzoekers testen op proefdieren, omdat proefpersonen moedwillig aan een pathogeen blootstellen onethisch zou zijn. Zij lopen  dan het risico zwaar ziek te worden en complicaties te ontwikkelen. Het is echter wel moeilijk om in te schatten of de ‘besmettelijke dosis’ hetzelfde is bij dieren en mensen.

Bij de tweede methode bestuderen onderzoekers de periode tussen de blootstelling aan de ziekteverwekker en het ziek worden, de incubatietijd. Daarbij focussen ze vooral op personen in gezinnen of andere omgevingen met nauw contact. De onderzoekers proberen dan de ‘besmettelijke dosis’ af te leiden uit hoe lang het duurt om ziek te worden. Die methode is wel onnauwkeuriger dan de eerste.

Covid-19

Door die twee methodes toe te passen hebben onderzoekers ook bijgeleerd over covid-19. Zo is dit virus veel besmettelijker bij mensen dan bij dieren, omdat de ‘besmettelijke dosis’ veel lager is bij mensen. Die lage dosis verklaart waarom covid-19 op het vlak van besmettelijkheid dicht aanleunt bij verkoudheden en RSV en besmettelijker is dan de griep. Een minuut nauw contact met een besmette persoon die veel virusdeeltjes uitademt kan al voldoende zijn om zelf besmet te worden.

Naast een ‘besmettelijke dosis’ hebben virussen ook een ‘virale belasting’. Bij ‘virale belasting’ wordt het aantal organismen gemeten dat zich in de gastheer vermenigvuldigt. De term raakte voor het eerst bekend bij het grote publiek in verband met hiv en aids en werd steeds meer gebruikt na het begin van de covid-pandemie.

Kennis over ‘besmettelijke dosissen’ kan ons helpen om ons beter te beschermen tegen ziektes. Een eerste manier is blootstelling aan microben vermijden. Dat kan door afstand te houden, een mondkapje te dragen en ruimtes goed te ventileren. Een tweede manier is vaccinatie. Vaccinatie verhoogt de ‘besmettelijke dosis’, waardoor we minder snel en minder ernstig ziek worden. Ook verlaagt het de kans op verspreiding.

Dit artikel verscheen eerder in Quanta Magazine.

Vertaling: June Roels

This article was originally published by QuantaMagazine.org, an editorially independent online publication launched by the Simons Foundation to enhance public understanding of science.