Cómo viajan los aerosoles del coronavirus a través de nuestros pulmones

Cuando inhalamos partículas aisladas de coronavirus, más del 65% llega a la región más profunda de nuestros pulmones donde el daño a las células puede conducir a niveles bajos de oxígeno en sangre y más de estos aerosoles llegan al pulmón derecho que al izquierdo.

El autor principal del estudio, el Dr. Saidul Islam, de la Universidad de Tecnología de Sydney, dijo que si bien investigaciones anteriores han revelado cómo los aerosoles de virus viajan a través de las vías respiratorias superiores, incluida la nariz, la boca y la garganta, este estudio fue el primero en examinar cómo fluyen a través de las vías respiratorias superiores.

"Nuestros pulmones se parecen a las ramas de los árboles que se dividen hasta 23 veces en ramas cada vez más pequeñas. Debido a la complejidad de esta geometría, es difícil desarrollar una simulación por computadora, sin embargo, pudimos modelar lo que sucede en las primeras 17 generaciones, o ramas, de las vías respiratorias ", dijo el Dr. Islam.

"Dependiendo de nuestra frecuencia respiratoria, entre el 32% y el 35% de las partículas virales se depositan en estas primeras 17 ramas. Esto significa que alrededor del 65% de las partículas virales escapan a las regiones más profundas de nuestros pulmones, que incluyen los alvéolos o los sacos de aire" añadió. 

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El sistema alveolar es fundamental para nuestra capacidad de absorber oxígeno, por lo que cantidades significativas de virus en esta región, junto con la inflamación causada por la respuesta inmune de nuestro cuerpo, pueden causar daños severos, reduciendo la cantidad de oxígeno en la sangre y aumentando el riesgo de muerte. .

El estudio también reveló que se depositan más partículas de virus en el pulmón derecho, especialmente en el lóbulo superior derecho y el lóbulo inferior derecho, que en el pulmón izquierdo. Esto se debe a la estructura anatómica altamente asimétrica de los pulmones y a la forma en que el aire fluye a través de los diferentes lóbulos.

La investigación está respaldada por un estudio reciente de tomografías computarizadas de tórax de pacientes con COVID-19 que muestran una mayor infección y enfermedad en las regiones predichas por el modelo.

Los investigadores modelaron tres caudales diferentes: 7,5, 15 y 30 litros por minuto. El modelo mostró una mayor deposición de virus a tasas de flujo más bajas.

Además de mejorar nuestra comprensión de la transmisión del coronavirus, los hallazgos tienen implicaciones para el desarrollo de dispositivos de administración de medicamentos dirigidos que pueden administrar medicamentos a las áreas del sistema respiratorio más afectadas por el virus.

"Normalmente, cuando inhalamos medicamentos de un dispositivo de administración de medicamentos, la mayor parte se deposita en las vías respiratorias superiores, y solo una cantidad mínima de medicamentos puede alcanzar la posición objetivo de las vías respiratorias inferiores. Sin embargo, con enfermedades como el COVID-19 debemos apuntar las áreas más afectadas ", dijo el Dr. Islam.

"Estamos trabajando para desarrollar dispositivos que puedan apuntar a regiones específicas, y también esperamos construir modelos de pulmón completo específicos para la edad y el paciente para aumentar la comprensión de cómo los aerosoles del SARS CoV-2 afectan a pacientes individuales", dijo el coautor y líder de grupo del Grupo de simulación y modelado por computadora de la UTS, Dr. Suvash Saha.

La Organización Mundial de la Salud actualizó recientemente su consejo sobre la importancia de la transmisión de aerosoles, advirtiendo que debido a que los aerosoles pueden permanecer suspendidos en el aire, los ambientes interiores abarrotados y las áreas con poca ventilación representan un riesgo significativo de transmisión de Covid-19.

"Cuando usamos un desodorante en aerosol, las partículas más pequeñas de ese líquido caen sobre nosotros bajo una presión extrema en forma de gas. De manera similar, cuando una persona infectada habla, canta, estornuda o tose, el virus se propaga por el aire y puede infectar los que están cerca ", dijo el Dr. Saha.

El estudio tiene más aplicaciones, con investigadores que utilizan dispositivos portátiles para examinar la calidad del aire, incluida la concentración de PM2.5 y PM10 y gases como dióxido de carbono, formaldehído y dióxido de azufre, en espacios como vagones de tren. Luego, los investigadores pueden usar estos datos para modelar el impacto en nuestros pulmones.

El estudio se publicó recientemente en la revista Physics of Fluids .

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