Come i Polmoni Si Difendono dalla Polvere Aerodispersa: Un Sistema di Difesa a Strati
Il sistema respiratorio ha difese sofisticate, a strati, contro particelle inalate. L'efficacia dipende da dimensione particelle, concentrazione, e fattori dell'ospite.
Strati di Difesa
- Filtrazione nasale: Vibrisse (peli) intrappolano >10 µm; flusso turbolento deposita 5–10 µm nei turbinati
- Scala mucociliare: Trachea/bronchi rivestiti da epitelio ciliato pseudostratificato + muco (strati gel + sol). Ciglia battono 10–20 Hz → muco verso l'alto 5–20 mm/min. Particelle 2–10 µm intrappolate
- Geometria vie aeree: Biforcazioni causano impatto inerziale particelle 1–5 µm
- Macrofagi alveolari: Difesa primaria per <2,5 µm (respirabili). Fagocitano, migrano a bronchioli → tossiti o deglutiti. Rilasciano citochine (IL-1, TNF) → infiammazione
- Riflessi: Starnuto (nasale), tosse (tracheobronchiale) — espellono irritanti
- Broncocostrizione: Riflesso vago restringe vie aeree, riduce penetrazione
- Immunologico: sIgA (mucosale), IgG (transudato), cellule dendritiche → immunità adattativa
- Antiossidanti: Glutatione, acido urico, ascorbato in fluido rivestimento epiteliale neutralizzano stress ossidativo da particelle
Dimensione Particelle Determina Destino
- >10 µm: Nasale/faringeo (inalabile)
- 2,5–10 µm: Tracheobronchiale (toracico)
- <2,5 µm (PM2,5): Alveolare (respirabile) — penetrazione più profonda, assorbimento sistemico
- <0,1 µm (ultrafini): Diffondono a interstizio, circolazione, cervello (via nervo olfattivo)
Quando le Difese Falliscono
- Sovraccarico: Tempeste sabbia, esposizione occupazionale (silice, carbone, amianto, cotone)
- Clearance compromessa: Fumo (paralisi ciliare), FC, DPC, ciglia immobili
- Particelle tossiche: Silice cristallina → silicosi (lisi macrofagi → fibrosi); amianto → asbestosi, mesotelioma; berillio → malattia granulomatosa
- Infiammazione cronica: BPCO, esacerbazione asma, cancro polmone
Strategie Protezione
- Controlli ingegneristici (ventilazione, soppressione umida)
- Respiratori (N95, P100, ad aria depurata motorizzata)
- Sorveglianza medica per lavoratori esposti
- Cessazione fumo (danno sinergico)
I polmoni processano ~10.000 L aria al giorno. Le difese sono robuste ma non invincibili.