Dijelaskan: Tingkat pernapasan dan risiko infeksi virus
Para peneliti telah menemukan bahwa frekuensi pernapasan yang lebih rendah - dan menahan napas - meningkatkan risiko tetesan yang mengandung virus mencapai paru-paru yang dalam.
Seorang dokter melihat CT scan paru-paru pasien. (The New York Times: Yue Wu, File) Bernapas lambat dapat membawa berbagai manfaat kesehatan – tetapi tidak sejauh menyangkut penularan penyakit melalui udara. Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Physics of Fluids, sebuah jurnal dari American Institute of Physics, para peneliti IIT Madras telah menemukan bahwa frekuensi pernapasan yang lebih rendah – dan menahan napas – meningkatkan risiko tetesan bermuatan virus mencapai paru-paru dalam.
Paru-paru kompleks
Tubuh kita melawan sebagian besar aerosol yang kita hirup sebelum mereka dapat mengendap di paru-paru bagian dalam, berkat geometri kompleks daerah ekstratoraks dan paru-paru. Sebagian aerosol dikeluarkan dalam bentuk lendir, sedangkan aerosol yang melewati saluran hidung masih harus menavigasi struktur percabangan kompleks yang menentukan paru-paru.
Studi ini melihat dinamika tetesan berukuran mikrometer melalui saluran mikro tersebut, meniru lingkungan paru-paru. Transportasi material — partikel atau gas — di dalam paru-paru (saat kita mendekati asinus atau sawar darah) murni difusi. Sifat difusi ini memastikan bahwa gas dapat berdifusi lebih cepat daripada partikel. Ini adalah bagian dari perlindungan tubuh sendiri terhadap partikel aerosol yang mencapai darah, kata Mahesh Panchagnula, profesor mekanika terapan di IIT Madras.
Karena individu yang berbeda cenderung memiliki morfometri paru yang berbeda (dimensi yang terkait dengan bronkiolus), perlindungan bawaan mereka mungkin berbeda, katanya. situs ini . Prof Panchagnula dan rekan-rekannya telah melakukan pekerjaan sebelumnya yang menyoroti variabilitas dalam penyerapan aerosol dari individu ke individu — kemungkinan alasan mengapa beberapa orang lebih rentan terhadap penyakit yang ditularkan melalui udara daripada yang lain.
Bagaimana deposisi aerosol bervariasi dari waktu ke waktu untuk frekuensi pernapasan dan waktu tahan napas yang berbeda. Sumbu y memplot fraksi aerosol yang dihirup yang disimpan di paru-paru. (Sumber: Mallik, Mukherjee & Panchagnula, Fisika Fluida) Pemodelan aliran
Sebagai proxy untuk saluran udara di paru-paru yang disebut bronkiolus, para peneliti menggunakan mikrokapiler dengan diameter mulai dari 0,3 hingga 2 mm. Sebuah pompa jarum suntik mensimulasikan pernapasan di mikrokapiler ini. Dihasilkan dari air yang dicampur dengan partikel fluoresen, aerosol dapat dilacak saat bergerak dan disimpan di kapiler. Setelah mengukur pengendapan aerosol, para peneliti mengkarakterisasi jumlah aerosol yang akan disimpan dalam bronkiolus sebagai fungsi dari dimensinya.
Temuan
Eksperimen menunjukkan bahwa frekuensi pernapasan rendah — jumlah napas per menit — meningkatkan waktu virus tetap berada di dalam, dan karenanya meningkatkan kemungkinan pengendapan dan akibatnya infeksi.
Penelitian menemukan korelasi antara deposisi dan rasio aspek kapiler, menunjukkan bahwa tetesan cenderung disimpan di bronkiolus yang lebih panjang.
Pengukuran menunjukkan bahwa ketika aliran gerakan aerosol stabil, partikel mengendap melalui difusi; ketika alirannya turbulen, partikel mengendap melalui impaksi.
BERGABUNG SEKARANG :Saluran Telegram yang Dijelaskan Ekspres
Difusi dan impaksi adalah dua dari tiga mekanisme di mana aerosol disimpan di berbagai daerah paru-paru, yang ketiga adalah sedimentasi (di bawah pengaruh gravitasi). Impaksi terjadi ketika tetesan bergerak sangat cepat sehingga tidak mengikuti udara dengan tepat, dan malah berdampak pada dinding bronkus. Difusi adalah efek di mana tetesan kecil diangkut menuju dinding bronkiolus dengan 'jalan acak'. Ini dibantu oleh fluktuasi udara yang menyebabkan tetesan bergerak menuju dinding bronkiolus, kata Profesor Panchagnula.
Turbulensi - studi yang terkait dengan deposisi oleh impaksi - adalah mode utama deposisi di bronkus atas di mana kecepatan udara tinggi. Tetapi begitu udara mencapai paru-paru dalam, ia melambat secara signifikan, menghasilkan transportasi gas yang terutama dibantu oleh difusi, kata Profesor Panchagnula.
Bagikan Dengan Temanmu:
