¿Tos a 1000 km/h?

¿Qué tan rápido se mueve el aire en las vías respiratorias durante la tos ?

El siguiente pasaje es del examen clínico de Talley y O'Connor : una guía sistemática para el diagnóstico físico (énfasis mío):

La tos es un síntoma respiratorio común de presentación. Ocurre cuando la inspiración profunda es seguida por una espiración explosiva. Las tasas de flujo de aire en la tráquea se acercan a la velocidad del sonido durante una tos fuerte . La tos permite limpiar las vías respiratorias de secreciones y cuerpos extraños.

La afirmación de la velocidad del sonido no está referenciada. He encontrado mención de toses que se acercan a la velocidad del sonido en numerosas fuentes populares (p. ej. , aquí , aquí , aquí (donde dice 1000 km/h ), y aquí ), e innumerables libros (p. ej., aquí , aquí , aquí , aquí , aquí , y aquí ); ninguno de estos hace referencia a la reclamación. El mismo reclamo también está aquí . Este libro tiene una afirmación más exacta (¡sin referencia!):

Se han informado velocidades de hasta 28 000 cm/s (85% de la velocidad del sonido), pero es imposible determinar la velocidad del gas en los puntos de constricción de las vías respiratorias, donde se desarrollarán las mayores fuerzas de cizallamiento. Durante esta fase hay colapso dinámico en el árbol bronquial, con grandes gradientes de presión a través del segmento colapsado.

Esa velocidad es de poco más de 1000 km/h. Cuando busqué literatura de investigación detrás de esto, solo encontré velocidades mucho más bajas en la boca (en lugar de en un lugar más estrecho como la glotis ), por ejemplo, una velocidad máxima de tos de 22 m/s , también 11,2 m/s , y 28,8 m/seg . Lo más cercano a una referencia que encontré fue este libro con lo siguiente:

La tos comprende: ... la apertura repentina de la glotis, lo que hace que el aire explote hacia afuera a una velocidad de hasta 500 mph o el 85 % de la velocidad del sonido (Irwin et al, 1998), cortando las secreciones de las paredes de las vías respiratorias.

Irwin et al tampoco es literatura primaria, y hace referencia a Comroe JH, Jr. Actos especiales que involucran la respiración. En: Fisiología de la respiración: un texto introductorio. 2ª ed. Chicago: Year Book Medical Publishers, 1974; 230-31 . No tengo acceso a este libro (¿tiene alguien aquí?), pero espero que las referencias solo continúen desde allí.


Mi pregunta es la siguiente : qué tan rápido es la tos en las vías respiratorias (me interesa porque una ráfaga de aire tan explosiva podría explicar el daño sustancial que se observa en la tos crónica ), y alguien sabe de dónde viene el reclamo de 1000 km/h, o ¿Puede indicarme una referencia legítima?

Si está preguntando si una afirmación es correcta o no y de dónde proviene, es posible que reciba más comentarios sobre el intercambio de pila de escépticos.
Tal vez. Sin embargo, no soy escéptico, estoy seguro de que la afirmación es probablemente cierta; Solo me interesaría encontrar una referencia para poder ver cómo se midió. Pensé que sería más relevante en biología.SE.

Respuestas (1)

Esta referencia de CHEST enumera 21 índices de flujo máximo medidos clínicamente durante varios modos de tos. De estos pacientes, y para la tos no asistida, el flujo máximo máximo es de unos 4 litros/seg. La tráquea humana varía de 13 a 27 mm de diámetro. La relación entre la velocidad, V y fluir q es

V = q A

Suponga que 4 litros/seg = 4000 cm^3/seg y un diámetro mínimo de 13 mm = 1,3 cm, siendo el área de la sección transversal

A = π ( D / 2 ) 2 = 1.3 C metro 2

enchufando

V = 4000 1.3 = 3077 C metro / s mi C

que está muy lejos de los 28.000 cm/seg, así que en este punto soy escéptico.

Lo que hay que tener en cuenta es que los datos tomados en el documento eran de humanos enfermos , por lo que quizás una persona sana (y atlética) pueda ejercer tasas de flujo mucho más altas. Pero, por lo general, las personas sanas no son estimuladas a toser tanto como una persona enferma con las vías respiratorias comprometidas por el esputo.

Aunque las vías respiratorias inferiores tienen diámetros más pequeños, el flujo medido en la tráquea se divide entre ellos, por lo que no esperaría ver velocidades máximas en las vías respiratorias inferiores, sino la acumulación en la tráquea.

Buena respuesta +1. Hice un cálculo similar al tuyo, pero pensé que tal vez usar ese tamaño para la tráquea no era legítimo; una tos comienza con una glotis cerrada, por lo que en principio el flujo de aire en los primeros momentos es por una abertura muy estrecha entre las cuerdas vocales y por lo que en principio el caudal podría ser mayor. Los flujos en su papel están en la boca, lo que potencialmente conduciría a un aumento más lento de la velocidad al principio (si la velocidad real estuviera realmente cerca de la velocidad del sonido, que es la velocidad máxima a la que se puede transmitir un impulso en el aire). Estoy de acuerdo con las vías respiratorias más pequeñas.