Κοροναϊός: Πώς «ταξιδεύει» το αερόλυμα μέσα στους ανθρώπινους πνεύμονες

Οταν εισπνέουμε σωματίδια του νέου κορωνοϊού, ποσοστό μεγαλύτερο του 65% φθάνει βαθιά μέσα στους πνεύμονες – οι βλάβες που μπορεί να προκληθούν στα κύτταρα του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος εξαιτίας του αερολύματος είναι πιθανό να οδηγήσουν σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου. Αυτό έδειξε νέα μελέτη από την οποία επίσης προέκυψε ότι το μεγαλύτερο μέρος του αερολύματος κατευθύνεται στον δεξιό πνεύμονα παρά στον αριστερό.

Η πρώτη μελέτη για την κυκλοφορία του ιού στο κατώτερο αναπνευστικό

Οπως ανέφερε ο κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Physics of Fluids», δρ Σαϊντούλ Ισλάμ από το Πανεπσιτήμιο Τεχνολογίας του Σίδνεϊ, παρότι προηγούμενες μελέτες είχαν αποκαλύψει πώς το αερόλυμα του SARS-CoV-2 ταξιδεύει στο ανώτερο αναπνευστικό σύστημα – συμπεριλαμβανομένων της μύτης, του στόματος και του λαιμού – η νέα μελέτη είναι η πρώτη που εξετάζει πώς κυκλοφορεί στο κατώτερο αναπνευστικό.

Το μοντέλο των «κλαδιών» των πνευμόνων

«Οι πνεύμονές μας μοιάζουν με τα κλαδιά ενός δέντρου που χωρίζονται ως και 23 φορές σε ολοένα και μικρότερα κλαδιά. Εξαιτίας της πολυπλοκότητας αυτής της γεωμετρίας είναι δύσκολο να αναπτυχθεί μια προσομοίωσή της σε υπολογιστή. Ωστόσο καταφέραμε να μοντελοποιήσουμε το τι συμβαίνει στα πρώτα 17 ‘κλαδιά’ των αεραγωγών» εξήγησε ο δρ Ισλάμ και προσέθεσε: «Ανάλογα με τον ρυθμό της αναπνοής, το 32%-35% των ιικών σωματιδίων εναποτίθεται στα πρώτα 17 κλαδιά των πνευμόνων. Αυτό σημαίνει ότι ποσοστό της τάξεως του 65% των ιικών σωματιδίων διαφεύγει και φθάνει στις βαθύτερες περιοχές των πνευμόνων οι οποίες περιλαμβάνουν τις κυψελίδες».

Ο ζωτικός ρόλος των κυψελίδων

Οι κυψελίδες των πνευμόνων είναι ζωτικής σημασίας σε ό,τι αφορά την ικανότητα απορρόφησης του οξυγόνου. Ετσι μεγάλες ποσότητες του ιού σε αυτή την περιοχή σε συνδυασμό με τη φλεγμονή που προκαλείται από την ανοσολογική απόκριση του οργανισμού, μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρές βλάβες, μειώνοντας την ποσότητα του οξυγόνου στο αίμα και αυξάνοντας τον κίνδυνο θανάτου.

«Προτίμηση» στον δεξιό πνεύμονα

Η μελέτη αποκάλυψε επίσης ότι περισσότερα ιικά σωματίδια εναποτίθενται στον δεξιό πνεύμονα και κυρίως στον άνω και κάτω δεξιό λοβό, σε σύγκριση με τον αριστερό πνεύμονα. Αυτό οφείλεται στην ανατομία των πνευμόνων η οποία εμφανίζει μεγάλη ασυμμετρία και στον τρόπο που ο αέρας ρέει μέσα στους διαφορετικούς λοβούς των πνευμόνων.

Τα ευρήματα αυτά φαίνεται να ενισχύονται και από πρόσφατη μελέτη που βασίστηκε σε αξονικές τομογραφίες θώρακος ασθενών με COVID-19 και από την οποία προέκυψε ότι εμφανίστηκε μεγαλύτερη λοίμωξη στις περιοχές των πνευμόνων που προβλέπει το μοντέλο των ειδικών του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Σίδνεϊ.

Προς καλύτερες, στοχευμένες συσκευές εισπνοών

Τα νέα αποτελέσματα δεν προσφέρουν μόνο καλύτερη κατανόηση σχετικά με τη μετάδοση του SARS-CoV-2. Μπορούν παράλληλα να οδηγήσουν στην ανάπτυξη στοχευμένων συστημάτων που θα μεταφέρουν φάρμακα στις περιοχές του αναπνευστικού συστήματος οι οποίες πλήττονται περισσότερο από τον ιό. «Σήμερα όταν οι ασθενείς χρησιμοποιούν συσκευές εισπνεόμενων φαρμάκων, η μεγαλύτερη ποσότητα των φαρμάκων εναποτίθεται στο ανώτερο αναπνευστικό σύστημα και μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα φθάνει στο κατώτερο αναπνευστικό. Ωστόσο σε νόσους όπως η COVID-19 χρειάζεται να στοχεύουμε τις περιοχές των πνευμόνων που πλήττονται κατά κύριο λόγο από τον νέο κορωνοϊό» είπε ο δρ Ισλάμ και συμπλήρωσε ότι σχεδιάζει με την ομάδα του νέες συσκευές που θα στοχεύουν συγκεκριμένες περιοχές των πνευμόνων.

Επικαιροποίηση των συστάσεων του ΠΟΥ

Σημειώνεται ότι πρόσφατα ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας επικαιροποίησε τις συστάσεις του σχετικά με τη σημασία της μετάδοσης του αερολύματος του νέου κορωνοϊού προειδοποιώντας πως με δεδομένο ότι το αερόλυμα μπορεί να παραμείνει αιωρούμενο για αρκετά μεγάλο διάστημα, κλειστοί χώροι όπου επικρατεί συνωστισμός και δεν αερίζονται καλά αποτελούν «βόμβες» πιθανής μετάδοσης του SARS-CoV-2.

Περαιτέρω εφαρμογές

Η μελέτη μπορεί να έχει πολλές περαιτέρω εφαρμογές σε ό,τι αφορά τον έλεγχο της ποιότητας του αέρα. Φορητές συσκευές, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα μπορούν να μετρούν τα αιωρούμενα μικροσωματίδια ΡΜ2,5 και ΡΜ10 καθώς και αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το διοξείδιο του θείου και η φορμαλδεΰδη – σε χώρους όπως τα βαγόνια των τρένων και τελικώς την επίδρασή τους στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα.