Hiukkasten depositio hengityselimistössä
Hengitettyjen hiukkasten terveysvaikutukset riippuvat niiden fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista sekä siitä, mihin kohtaan hengityselimistöä ne deposoituvat. Ylähengitysteiden ja keuhkoputkien pintaa peittävät värekarvat, jotka kuljettavat niihin tarttuneet hiukkaset liman mukana pois hengityselimistöstä muutamassa tunnissa. Keuhkorakkuloihin asti päätyneet liukenemattomat hiukkaset puolestaan poistuvat hitaasti, vasta kuukausien tai vuosien kuluessa makrofagien nielemänä tai kuljetettuina imusolmukkeisiin. Liukenevat tai ultrapienet hiukkaset taas voivat imeytyä keuhkorakkuloista verenkiertoon.
Aikuisen ihmisen hengityselimistö käsittelee 10 – 25 kuutiometriä ilmaa vuorokaudessa. Levossa jokaisella sisään- ja uloshengityksellä vaihdetaan keskimäärin 0.5 litraa ilmaa 2.4 litran jäädessä varastoon keuhkoihin. Matkalla keuhkoputkesta keuhkorakkuloihin ilmavirta haarautuu 23 kertaa. Osa hengitysilman mukana kulkeutuvista hiukkasista deposoituu hengityselimistöön pääasiassa diffuusion, impaktion tai sedimentaation vaikutuksesta, osa poistuu hengitysilman mukana. Depositiomekanismi ja -tehokkuus riippuvat hiukkasten koosta, ilmavirran nopeudesta ja hengityselimistön dimensioista. Alle kymmenen mikrometrin hiukkasia kutsutaan hengitettäviksi hiukkasiksi, koska pääosa tätä suuremmista hiukkasista ei päädy ihmisen hengityselimistöön. Hengitetyistä hiukkasista nenän ja ylähengitysteiden alueelle deposoituvat tehokkaasti kaikken suurimmat, useiden mikrometrien kokoiset hiukkaset sekä toisaalta kaikkein pienimmät, alle kymmenen nanometrin hiukkaset, edelliset sedimentaation, interseption ja impaktion seurauksena, jälkimmäiset diffundoitumalla. Se osa pienimmistä nanohiukkasista, joka läpäisee ylähengitystiet, päätyy pääasiassa keuhkoputkien pinnalle. Syvimmälle keuhkoihin, keuhkorakkula-alueelle, tunkeutuvat tehokkaimmin kymmenien nanometrien kokoiset hiukkaset sekä toisaalta se osa muutamien mikrometrien kokoisista hiukkasista, jota nenä ja ylähengitystiet eivät ole suodattaneet.
Kuva 1. Hiukkasten depositio hengityselimistön eri osissa
