Transferencia de masa (Ii)

No obstante, una fracción importante de las partículas inhaladas se deposita en el aparato respiratorio. Los mecanismos responsables del depósito de partículas en las vías aéreas pulmonares durante la fase inspiratoria de una respiración a volumen corriente se resumen en la Figura 10.2. Las partículas con un diámetro aerodinámico (diámetro de una esfera de densidad uno con la misma velocidad de depósito terminal (Stokes)) superior a unos 2 m pueden tener un momento importante y depositarse por impactación a las velocidades relativamente altas existentes en las vías aéreas de mayor tamaño. Las partículas superiores a aproximadamente 1 m pueden depositarse por sedimentación en las vías aéreas conductoras, más pequeñas, donde las velocidades de flujo son muy bajas. Por último, las partículas con diámetros comprendidos entre 0,1 y 1 m, que tienen una probabilidad muy baja de depositarse durante una única respiración corriente, pueden quedar retenidas en el 15 % del aire corriente inspirado que se intercambia con el aire pulmonar residual en cada ciclo a volumen corriente. Este intercambio volumétrico tiene lugar debido a las variables constantes de tiempo para el flujo aéreo en los diferentes segmentos pulmo- nares. A consecuencia de los tiempos de estancia mucho mayores del aire residual en los pulmones, los pequeños despla- zamientos intrínsecos de las partículas de 0,1 a 1 m en estos volúmenes atrapados de aire a volumen corriente inhalado son suficientes para causar el depósito por sedimentación y/o difu- sión en el curso de respiraciones sucesivas.
El aire pulmonar residual prácticamente libre de partículas, que representa alrededor del 15 % del flujo corriente espiratorio, tiende a actuar como una cubierta de aire limpio alrededor del núcleo axial de aire corriente que se mueve en sentido distal, de forma que el depósito de partículas en el acino respiratorio se concentra en las superficies interiores, como las bifurcaciones de las vías aéreas, mientras que las paredes aéreas de los segmentos situados entre ramificaciones muestran un depósito escaso.
El número de partículas depositadas y su distribución a lo largo de las superficies del tracto respiratorio son, junto con las propiedades tóxicas de los materiales depositados, los determinantes fundamentales del potencial patogénico. Las partículas depositadas pueden lesionar las células epiteliales y/o fagocíticas móviles ubicadas en el sitio de depósito o próximas a él, o pueden estimular la secreción de líquidos y mediadores de origen celular que poseen efectos secundarios sobre el sistema. Los materiales solubles depositados como partículas, sobre ellas o en su interior, pueden difundir al interior de los líquidos y células de la superficie y a su través, y ser transportados rápidamente por la circulación sanguínea a todo el organismo.