Hình dưới đây mô tả các bộ phận trong hệ thống hô hấp. Hệ thống hô hấp có thể chia thành 2 phần chính, gồm (i) các đường truyền dẫn không khí phía trên và (ii) các đường truyền dẫn không khí phía dưới. Hệ thống truyền dẫn không khí phía trên bao gồm: mũi, đường truyền dẫn trong mũi, miệng, đoạn hầu xuống đến dây thanh âm trong thanh quản. Hệ thống đường truyền dẫn phía dưới bắt đầu từ các dây thanh âm trong thanh quản kéo dài xuống khí quản và tiếp tục truyền không khí xuống dưới theo các túi khí nhỏ đi xuống các túi phổi và đi đến từng nhánh trong cuống phổi. Số lượng các túi khí nhỏ trong phổi của một người lớn cỡ khoảng 300 triệu với tổng diện tích bề mặt phẳng của chúng lên tới 500-700m2 (tương đương với kích thước của một sân tennis)[1].
Cách thức và mức độ bụi xâm nhập vào hệ thống hô hấp của cơ thể một người nào đó sẽ tuỳ thuộc vào loại hình, kích thước của từng loại bụi cũng như nồng độ bụi có trong không khí mà người đó hít thở. Ngoài ra, các tính chất hoá học và vật lý của các dạng bụi có trong không khí cũng sẽ quyết định mức độ tác hại và rủi ro về sức khoẻ mà người bị phơi nhiễm có thể gặp phải.
Các loại hạt bụi lắng đọng trong phổi theo nhiều cách khác nhau: do bị chắn lại, do va đập, do sự đóng cặn và do phân tán như trình bày dưới đây.
Quá trình bị chặn lại: Các hạt bụi sẽ bị chặn lại hoặc bị đóng cặn khi nó đến gần và va chạm vào bề mặt thành các ống dẫn khí. Thường thì các loại bụi tồn tại ở dạng sợi nhỏ (ví dụ như bụi amiăng chẳng hạn) sẽ bị lắng đọng theo cơ chế này. Độ dài của các sợi bụi nhỏ này sẽ quyết định khả năng bị lắng đọng của nó trong hệ thống hô hấp. Ví dụ, các sợi có đường kính cỡ 1 micromet (µm) và chiều dài 200 µm thường hay bị lắng đọng ở các cuống phổi.
Lắng đọng do bị va đập: Khi các hạt bụi bay lơ lửng trong không khí thì nó thường có xu hướng di chuyển dọc theo các đường trục gốc của nó. Nếu như có chỗ uốn cong trên đường di chuyển thì các hạt bụi có trong không khí sẽ không bị cuốn theo dòng không khí mà thường là bị va chạm và bị giữ lại bởi các bề mặt tại chỗ uống con này. Khả năng bị va đập phụ thuộc vào tốc độ dòng chuyển động của không khí và trọng lượng của các hạt bụi.
Bị đóng cặn: Khi các hạt bụi di chuyển trong không khí, thì các lực hấp dẫn và lực cản của không khí thắng được sức nổi của nó (xu hướng đẩy hạt bụi lên cao). Kết quả là các hạt bụi sẽ bị lắng đọng lại trên bề mặt phổi. Đây là dạng lắng đọng thường thấy trong các túi phổi và nhánh cuống phổi. Với bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 0,5 µm thì quá trình đóng cặn không phải là quá trình quan trọng và chiếm ưu thế.
Phân tán: Bụi cũng có khả năng chuyển động ngẫu nhiên (chuyển động brown) và bị lắng động trên bề mặt và thành các đường ống dẫn khí trong hệ thống hô hấp. Bụi có kích thước càng nhỏ càng dễ chuyển động và do vậy bụi kích thước nhỏ rất dễ bị phân tán trong hệ thống hô hấp và sau đó bị lắng đọng lại trong các túi phổi và nhánh cuống phổi.
Quá trình bị chặn lại: Các hạt bụi sẽ bị chặn lại hoặc bị đóng cặn khi nó đến gần và va chạm vào bề mặt thành các ống dẫn khí. Thường thì các loại bụi tồn tại ở dạng sợi nhỏ (ví dụ như bụi amiăng chẳng hạn) sẽ bị lắng đọng theo cơ chế này. Độ dài của các sợi bụi nhỏ này sẽ quyết định khả năng bị lắng đọng của nó trong hệ thống hô hấp. Ví dụ, các sợi có đường kính cỡ 1 micromet (µm) và chiều dài 200 µm thường hay bị lắng đọng ở các cuống phổi.
Lắng đọng do bị va đập: Khi các hạt bụi bay lơ lửng trong không khí thì nó thường có xu hướng di chuyển dọc theo các đường trục gốc của nó. Nếu như có chỗ uốn cong trên đường di chuyển thì các hạt bụi có trong không khí sẽ không bị cuốn theo dòng không khí mà thường là bị va chạm và bị giữ lại bởi các bề mặt tại chỗ uống con này. Khả năng bị va đập phụ thuộc vào tốc độ dòng chuyển động của không khí và trọng lượng của các hạt bụi.
Bị đóng cặn: Khi các hạt bụi di chuyển trong không khí, thì các lực hấp dẫn và lực cản của không khí thắng được sức nổi của nó (xu hướng đẩy hạt bụi lên cao). Kết quả là các hạt bụi sẽ bị lắng đọng lại trên bề mặt phổi. Đây là dạng lắng đọng thường thấy trong các túi phổi và nhánh cuống phổi. Với bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 0,5 µm thì quá trình đóng cặn không phải là quá trình quan trọng và chiếm ưu thế.
Phân tán: Bụi cũng có khả năng chuyển động ngẫu nhiên (chuyển động brown) và bị lắng động trên bề mặt và thành các đường ống dẫn khí trong hệ thống hô hấp. Bụi có kích thước càng nhỏ càng dễ chuyển động và do vậy bụi kích thước nhỏ rất dễ bị phân tán trong hệ thống hô hấp và sau đó bị lắng đọng lại trong các túi phổi và nhánh cuống phổi.
Nhìn chung, bụi có đường kính khí động học cỡ từ 5 đến 30 µm bị lắng đọng ở vùng mũi, họng (lỗ mũi, xoang, cổ họng) và chủ yếu là do va chạm. Cơ chế này chiếm ưu thế là do tốc độ không khí cao và có nhiều đoạn cong, gấp khúc trên đường di chuyển của không khí (do cấu tạo mũi, họng). Sự đổi hướng của các dòng khí sẽ là nguyên nhân làm cho các hạt bụi có trong không khí bị va đập vào bề mặt thành các đường ống dẫn khí và do vậy bụi có kích thước lớn thường là bị lắng đọng ngay tại các vùng này. Các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn (đường kính khí động học cỡ 1-5 µm) sẽ có khả năng đi vào sâu hơn và thường bị lắng động ở vùng khí quản và cuống phổi (vùng phổi phía trên). Ở tại vùng này thì tốc độ dòng khí vào đã thấp xuống và do đó các hạt bụi sẽ bị lắng đọng theo cơ chế đóng cặn. Khi không khí đi sâu vào các vùng dưới (phần phổi phía dưới) thì tốc độ của dòng khí sẽ chậm hơn nữa, khi đó các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn (<1 µm) sẽ bị phân tán và chui vào các túi phổi. Sau đó chúng sẽ bị lắng đọng một cách rất ngẫu nhiên và bám trên các màng hoặc các bộ phận khác trong phổi.
Phổi được bảo vệ bởi rất nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau ở các vùng khác nhau trong hệ thống hô hấp. Khi chúng ta hít thở không khí có bụi, thì các hạt bụi sẽ vào cơ thể qua đường thở, song không phải toàn bộ lượng bụi này đi vào phổi. Mũi có chức năng lọc rất tốt. Phần lớn bụi đã bị giữ lại trong khoang mũi và sau đó lại bị đẩy ra ngoài một cách cơ học khi ta thở ra hoặc là khi hắt hơi. Một số hạt bụi nhỏ hơn (như đã mô tả ở trên) sẽ đi được qua khoang mũi và chui vào khí quản, và ở đây nó sẽ đi theo các đường dẫn khác nhau để vào phổi. Song nước nhầy ở các vùng này sẽ giúp giữ lại bụi, sau đó các sợi lông mao rất nhỏ ở thành các đường ống dẫn khí sẽ giúp đẩy nước nhầy bị bám bụi bẩn lên cuống họng và sau đó các nước nhầy này sẽ bị đẩy ra ngoài khi ta ho, hoặc có thể là nuốt vào. Các hạt bụi rất nhỏ tránh được các hệ thống bảo vệ ở mũi và họng có khả năng đi sâu vào trong phổi đến được các túi phổi nhỏ li ti. Các túi khí trong phổi này có vai trò cực kỳ quan trọng vì thông qua chúng, cơ thể tiếp nhận được ô xi và thải khí CO2.
Các hạt bụi di chuyển được đến các túi phổi nằm ở các đường dẫn khí phía dưới (là nơi không có các lông mao) sẽ bị các tế bào đặc biệt (gọi là đại thực bào) tấn công. Các tế bào này là cơ chế bảo vệ cực kỳ quan trọng đối với phổi. Các đại thực bào này giúp cho các túi khí trong phổi luôn được sạch. Thường thì các đại thực bào này sẽ nuốt lấy các hạt bụi. Sau đó các đại thực bào này sẽ lại di chuyển theo các luồng không khí để đi ra vùng có các lông mao sẽ bắt chúng (cơ chế di chuyển này hiện còn chưa được hiểu biết một cách đầy đủ). Chuyển động giống như dạng sóng của các lông mao này sẽ đẩy các đại thực bào có chứa bụi đi ra ngoài qua cổ họng và sau đó sẽ bị đẩy ra khỏi cơ thể hoặc bị nuốt vào trong khoang bụng.
Bên cạnh các đại thực bào, phổi còn có một hệ thống lọc và đẩy bụi khác nữa. Phổi có khả năng phản ứng với các hạt bụi có mang vi trùng/mầm bệnh bằng cách tạo thành một protein nhất định nào đó. Các protein này sẽ tấn công các hạt bụi mang mầm bệnh và trung hoà chúng.
Cách thức mà hệ thống hô hấp phản ứng với bụi hít phải tuỳ thuộc rất nhiều vào vị trí nơi mà bụi bị lắng đọng trong đó. Ví dụ, bụi bị lắng đọng ngay trong khoang mũi thì chỉ gây kích ứng, viêm mũi, làm sưng các màng nhầy. Nếu như bụi tác động lên một vùng rộng thì sẽ làm viêm họng hoặc phế quản.
Những phản ứng quan trọng nhất của phổi thường là diễn ra ở các vùng sâu trong hệ thống hô hấp. Các hạt bụi có khả năng tránh được các bẫy loại trừ ở vùng mũi và họng sẽ có khả năng bị lắng đọng trong các túi không khí của phổi (ở cuối đường dẫn khí). Nhưng nếu như lượng bụi có kích thước cực nhỏ (để có thể chui được vào các túi khí trong phổi) quá lớn vượt quá khả năng bảo vệ của các đại thực bào thì chúng sẽ tụ tập lại ở trong phổi và gây tổn thương phổi.
Lượng và loại bụi bị nhiễm vào phổi sẽ quyết định mức độ nghiêm trọng của tình trạng phổi bị tổn thương. Ví dụ sau khi các đại thực bào nuốt các hạt bụi silíc thì chúng sẽ bị chết và giải phóng ra các chất độc hại. Các chất này là nguyên nhân tạp ra các mô sẹo hoặc mô sợi. Các mô này chính là cách thông thường cơ thể phản ứng để tự phục hồi. Tuy nhiên, trong trường hợp nồng độ bụi quá lớn sẽ tạo thành quá nhiều mô sợi và các vết sẹo sẽ dẫn đến làm suy yếu chức năng phổi (hỏng phổi).
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tác động của bụi hít phải. Trong đó, bản thân các đặc tính lý học và hoá học của bụi sẽ có những ảnh hưởng nhất định. Kích thước và trọn lượng của bụi là các yếu tố rất quan trọng bởi vì các loại bụi kích thước lớn và nặng sẽ bị lắng đọng nhanh hơn. Thành phần hoá học của bụi cũng quan trọng vì có nhiều loại chất khi ở dạng bụi có khả năng phá huỷ các lông mao có chức năng bảo vệ phổi thông qua cơ chế đẩy bụi ra khỏi phổi. Khói thuốc lá có khả năng làm biến đổi các chức năng của phổi và phá huỷ sạch các lông mao.
Đặc điểm của người hít phải bụi cũng có thể ảnh hưởng tới khả năng gây tác động của bụi như tốc độ thở và thói quen hút thuốc. Khả năng bị lắng đọng của bụi trong hệ thống hô hấp sẽ tuỳ thuộc vào quãng thời gian hít vào và độ nông sâu của hơi thở (kể cả hít thở bằng miệng hay bằng mũi).
Các loại bệnh gây bởi bụi hít phải thường được gọi chung là bệnh ‘bụi phổi”. Các biến đổi của phổi bị bệnh khác nhau tuỳ thuộc vào loại bụi bị nhiễm. Ví dụ bụi silíc thường gây các mô sẹo xung quanh các mô phổi thông thường. Do vùng bị thương bị phân lam với các vùng mô bình thường khác nên phổi không bị mất tính đàn hồi của nó. Nhưng ngược lại, trong bệnh bụi phổi do amiăng, beri và côban thì các mô sẹo được tạo thành phủ hoàn toàn phần bề mặt các ống dẫn khí nằm sâu bên trong do vậy sẽ làm cứng và làm mất tính đàn hồi của phổi.
Không phải tất cả các hạt bụi hít phải đều làm tạo sẹo trong phổi. Bụi các-bon và bụi sắt thường lại bị giữ trong các đại thực bào cho đến khi các đại thực bào này bị chết. Sau đó các hạt bụi này thoát ra và lại bị giữ bằng các đại thực bào khác. Nếu như lượng bụi vượt quá số đại thực bào thì bụi sẽ bao phủ thành bên trong các đường ống dẫn khí mà không gây xước, tạo sẹo và có khả năng huỷ hoại rất thấp.
Nguồn: CED tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo
[1] Australian Environmental Health Council (6/2004), Guidelines for Human Health Assessing from Environmental Hazards [Ủy ban quốc gia về sức khỏe môi trường của Úc, Hướng dẫn đánh giá rủi ro về sức khỏe do các mối nguy hại trong môi trường]
It was a very good post indeed. I thoroughly enjoyed reading it in my lunchtime. Will surely come and visit this blog more often. Thanks for sharing. My website: เกมสล็อต
ReplyDelete