6-10.4. Szkodliwe działanie aerozoli na człowieka

6-10.4.1. Proces osadzania się cząstek w układzie oddechowym

Układ oddechowy można podzielić na kilka obszarów czynnościowych, które istotnie różnią się między sobą pod względem czasu zatrzymania aerozolu w miejscach osadzania, szybkością i drogami jego eliminacji, a także reakcją patologiczną na aerozol.

Najważniejsze z nich to:

  • obszar górnych dróg oddechowych (nos, jama ustna, gardło, krtań),
  • obszar tchawiczo-oskrzelowy (tchawica, oskrzela, oskrzeliki),
  • obszar wymiany gazowej (oskrzeliki oddechowe, przewody pęcherzykowe i pęcherzyki płucne).

Zaleganie aerozolu w każdym z tych obszarów jest uzależnione od wymiaru jego cząstek, budowy dróg oddechowych i samego procesu oddychania (objętość wdechu, częstotliwość oddechów, prędkość przepływu powietrza w drogach oddechowych) [2].

Powietrze wnika do układu oddechowego przez otwory nosowe i przepływa w kierunku nosogardzieli. W tym czasie dochodzi do jego ogrzania, nasycenia wilgocią i częściowego pozbycia się zawieszonych cząstek stałych. Z wyjątkiem nozdrzy, drogi oddechowe w obrębie głowy są pokryte śluzówką. Produkowany śluz jest przesuwany w kierunku gardła, unosząc osadzone cząstki, które są połykane. Cząstki osadzone na włoskach nie są unoszone ze śluzem i nie są połykane, lecz raczej są usuwane przez wycieranie nosa, kichanie, wydmuchiwanie itp.

Za obszarem dróg oddechowych, zlokalizowanych w obrębie głowy, rozciąga się obszar tchawiczo-oskrzelowy. W całym obszarze tchawiczo-oskrzelowym występują urzęsione i wydzielające śluz komórki nabłonka migawkowego. Nierozpuszczalne cząstki aerozolu osadzone w tym obszarze są więc przenoszone przez ruch nabłonka migawkowego wraz ze śluzem w ciągu kilku godzin w kierunku krtani. Po przejściu przez krtań, cząstki trafiają do przełyku, a następnie do układu pokarmowego. Uszkodzenie tego mechanizmu samooczyszczenia płuc może wpływać na wydłużenie czasu przebywania aerozolu w tej części układu oddechowego, co może mieć istotne znaczenie dla przebiegu procesów patologicznych.

Obszar wymiany gazowej obejmuje pęcherzyki płucne i związane z nimi przewody pęcherzykowe. W obszarze tym zachodzi wymiana gazowa. Nabłonek tego obszaru nie ma migawek. Osadzone cząstki aerozolu są usuwane bardzo powoli (ok. 50% po miesiącu). Mechanizm usuwania cząstek z tego obszaru jest tylko częściowo wyjaśniony. Długi okres przebywania cząstek w tym obszarze decyduje o ich szkodliwym działaniu.

Wnikanie aerozolu do dróg oddechowych, osadzanie cząstek w różnych ich odcinkach oraz eliminacja lub zatrzymanie aerozolu zależą przede wszystkim od wymiaru cząstek.