Útskýrt: Öndunartíðni og hætta á veirusýkingu

Vísindamenn hafa komist að því að lægri öndunartíðni - og að halda niðri í sér andanum - eykur hættuna á að vírushlaðnir dropar berist í djúpt lungun.

Læknir skoðar tölvusneiðmyndir af lungum sjúklings. (The New York Times: Yue Wu, File)

Að anda hægur getur haft ýmsa heilsufarslegan ávinning - en ekki hvað varðar smit í lofti. Í nýrri rannsókn sem birt var í Physics of Fluids, tímariti American Institute of Physics, hafa vísindamenn IIT Madras komist að því að lægri öndunartíðni - og að halda niðri í sér andanum - eykur hættuna á að vírushlaðnir dropar berist í djúpt lungun.

Hið flókna lunga

Líkaminn okkar berst við stóran hluta úðanna sem við öndum að okkur áður en þeir geta sett sig í innra lungann, þökk sé flókinni rúmfræði utanbrjóstarsvæðisins og lungnanna. Hluti úðanna skolast út í formi slíms, á meðan þeir sem fara yfir nefganginn þyrftu enn að sigla um flókna greinarbygginguna sem skilgreinir lungun.

Rannsóknin skoðaði gangverki míkrómetra stórra dropa í gegnum slíkar örrásir, sem líkja eftir umhverfi lungna. Flutningur efnis - agna eða lofttegunda - í djúpum lungum (þegar við nálgumst acinus eða blóðþröskuldinn) er eingöngu dreifandi. Þetta dreifandi eðli tryggir að lofttegundir dreifist mun hraðar en agnir. Þetta er hluti af eigin vörn líkamans gegn úðaagnir sem berist í blóðið, sagði Mahesh Panchagnula, prófessor í hagnýtri vélfræði við IIT Madras.

Þar sem ólíkir einstaklingar eru líklegir til að hafa mismunandi lungnaformfræði (stærðir tengdar berkjum), er eðlislæg vernd þeirra líklega mismunandi, sagði hann þessari vefsíðu . Prófessor Panchagnula og félagar hafa áður unnið að því að leggja áherslu á breytileika í upptöku úðabrúsa frá einstaklingi til einstaklings - hugsanleg ástæða fyrir því að sumir eru næmari fyrir sjúkdómum í lofti en aðrir.

Hvernig útfelling úða er breytileg með tímanum fyrir mismunandi öndunartíðni og öndunartíma. Y-ásinn sýnir það brot af innönduðum úðabrúsum sem sest í lungun. (Heimild: Mallik, Mukherjee & Panchagnula, Physics of Fluids)

Módel af flæðinu

Sem staðgengill fyrir öndunarvegi í lungum sem kallast berkjublöðrur, notuðu vísindamennirnir örháræðar með þvermál á bilinu 0,3 til 2 mm. Sprautudæla líkti eftir öndun í þessum örháræðum. Búið til úr vatni blandað flúrljómandi ögnum, hægt var að fylgjast með úðabrúsunum þegar þeir hreyfðust og setjast í háræðarnar. Eftir að hafa mælt útfellingu úðabrúsa einkenndu rannsakendur magn úðabrúsa sem myndi setjast í berkju sem fall af stærð hans.

Niðurstöðurnar

Tilraunirnar sýndu að lág öndunartíðni - fjöldi öndunar á mínútu - eykur þann tíma sem veiran dvelur inni og eykur því líkurnar á útfellingu og þar af leiðandi sýkingu.

Rannsóknirnar fundu fylgni á milli útfellingar og stærðarhlutfalls háræðanna, sem bendir til þess að dropar séu líklegir til að setjast í lengri berkjur.

Mælingar sýndu að þegar flæði úðabrúsa er stöðugt, þá setja agnirnar út með dreifingu; þegar flæðið er ókyrrt leggja agnirnar sig með höggi.

Dreifing og högg eru tveir af þremur aðferðum sem úðabrúsa er sett á á ýmsum svæðum lungna, sá þriðji er setmyndun (undir áhrifum þyngdaraflsins). Högg á sér stað þegar droparnir hreyfast svo hratt að þeir fylgja ekki loftinu af trúmennsku, og snerta í staðinn veggi berkjunnar. Dreifing er áhrif þar sem örsmáu droparnir eru fluttir í átt að veggjum berkjuberkjanna með „handahófi“. Þetta er aðstoðað af sveiflum í loftinu sem veldur því að dropar fara í átt að berkjuveggjum, sagði prófessor Panchagnula.

Órói - sem rannsóknin tengist útfellingu með höggi - er aðal útfellingarmátinn í efri berkjum þar sem lofthraði er mikill. En þegar loftið nær djúpu lungunum er hægt á því verulega, sem leiðir til gasflutnings sem fyrst og fremst er aðstoðaður af dreifingu, sagði prófessor Panchagnula.

Deildu Með Vinum Þínum: