Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Η συμπεριφορά των εισπνεομένων αερογενών σωματιδίων στο τραχειοβρογχικό δένδρο και το ενδεχόμενο της καθηλώσεώς τους ή της επανεκπνοής τους εξαρτάται από τους αεροδυναμικούς χαρακτήρες της αεροσόλης και τις τοπικές και φυσιολογικές συνθήκες. Είναι γνωστό ότι η ταχύτητα του εισπνεομένου αερορρεύματος μειώνεται ελαφρά κατά την είσοδό του στην τραχεία και στους κυρίους βρόγχους.

Στους βρόγχους, όμως, τρίτης, τέταρτης και πέμπτης γενεάς η ταχύτητα εισπνευστικής ροής μειώνεται σημαντικά, έτσι, ώστε στο επίπεδο των τελικών βρογχιολίων, η ταχύτητα του εισπνεομένου ρεύματος δεν είναι μεγαλύτερη των 2-3 cm/sec. Στο βοτρυδιακό επίπεδο δεν επιτελείται ροή αέρος, αλλά μόνο τυχαία μοριακή κίνηση. Τα εισπνεόμενα σωματίδια καθηλώνονται στις διάφορες ιστικές επιφάνειες του πνεύμονα δι΄ηλεκτροστατικής έλξεως[u1] , αναχαιτήσεως, προσκρούσεως, καθιζήσεως και διαχύσεως ή αδρανούς κινήσεως (Brown).

Στο σχήμα απεικονίζονται οι διάφοροι τύποι εναποθέσεως σωματιδίων στα υγρά τοιχώματα των αεραγωγών[i]  (στην εικόνα παρίστανται οι διαδοχικές γενεές και ο τρόπος και το μέγεθος των σωματιδίων που καθηλώνονται).  Η καθήλωση μέσω διαχύσεως είναι αποτέλεσμα της κατά Brown παθητικής κινήσεως σωματιδίων πολύ μικρής διαμέτρου. Το μέγεθος της καθηλώσεως αυτής μπορεί να εκφρασθεί από το συντελεστή διαχύσεως του σωματιδίου και τη φυσική του διάμετρο. Εφ΄όσον τα μεγαλύτερα σωματίδια έχουν, γενικά, μεγαλύτερη αδράνεια, η διάχυση αφορά κατά κύριο λόγο σφαιρικά σωματίδια μεγέθους μικρότερου των 0.5 μm, με πυκνότητα στα όρια του 1 g/m³.

Η  καθήλωση των σωματιδίων δια διαχύσεως, ηλεκτροστατικής κινητικότητας και αναχαιτήσεως εξαρτάται από τις φυσικές ιδιότητες της διαμερισμένης ύλης, ενώ αντίθετα, η καθήλωση δια προσκρούσεως και καθιζήσεως εξαρτάται από την αεροδυναμική διάμετρο των σωματιδίων. Η φυσική και η αεροδυναμική διάμετρος της διαμερισμένης ύλης μπορεί να είναι διαφορετικές μεταξύ τους, ανάλογα με το σχήμα και τη φυσική πυκνότητα του σωματιδίου.

Τα περισσότερα από τα σωματίδια μεγέθους μεγαλύτερου των 10μm καθηλώνονται προσκρούοντας επί του βλεννογόνου των κεντρικών αεραγωγών, αλλά μικρότερα σωματίδια, μεγέθους 2-10μm εισδύουν στους βαθύτερους αεραγωγούς.  Η καθήλωση διευκολύνεται με την αύξηση του βάθους της αναπνοής και την αύξηση των μεσοδιαστημάτων μεταξύ εισπνοής-εκπνοής. Η καθήλωση των σωματιδίων μπορεί να συμβεί όχι μόνο κατά την εισπνοή, αλλά και κατά την εκπνοή ή ακόμη και ανεξάρτητα από την αναπνευστική φάση, εφ΄όσον το σωματίδιο έχει ήδη αναμιχθεί στο μη επανεκπνεόμενο όγκο του πνεύμονα (υπολειπόμενο όγκο). Για σωματίδια μεγέθους μικρότερου των 0.5μm ο βασικός τρόπος καθηλώσεώς τους είναι η διάχυση, ενώ η πρόσκρουση και η καθίζηση αφορούν στην καθήλωση σωματιδίων μεγέθους μεγαλύτερου των 0.5μm. Οι περισσότερες τοξικές αεροσόλες έχουν πυκνότητες μικρότερες των 3 g/m³ κι η πιθανότητα καθηλώσεώς τους δεν μεταβάλλεται για διαμέτρους των εμπεριεχομένων σωματιδίων μεταξύ 0.5 και 1 μm