Částice z dřevěného kouře + hypertonický fyziologický roztok (Smokeysal)

Vojenské nasazení je spojeno s expozicí novým částicím (PM), jako jsou spáleniny, aeroalergeny a zvýšená spotřeba cigaret. Váleční bojovníci vystavení těmto inhalačním expozicím vykazují okamžitou a chronickou respirační nemocnost. Například vojenská služba zkoumaná v Korejské republice (ROK) a Kábulu v Afghánistánu hlásila obecný nárůst respirační nemocnosti, včetně astmatu a chronické bronchitidy, související s jejich nasazením. Kontaminanty ovzduší v ROK byly charakterizovány zvýšenými hladinami jak PM 0,5-2,5, tak PM 2,5-10. Podobně byly expozice v Kábulu charakterizovány vícenásobnými expozicemi PM ve vzduchu, včetně těch z popálených jam. PM ze spalin zahrnují kovy, bioaerosoly, organické vedlejší produkty a částice spalování biomasy. Tato zjištění naznačují, že inhalační PM je pravděpodobnou příčinou respirační morbidity v terénu.

Zánět je klíčovou počáteční reakcí na vdechnuté částice. Částice dřevěného kouře (WSP) slouží jako modelové činidlo pro studium bronchitidy vyvolané PM. Inhalace WSP vytváří reaktivní oxidační (a nitrosativní) látky, které způsobují lokální poškození epiteliálních buněk dýchacích cest a uvolňování molekulárních vzorců spojených s poškozením (DAMP), které aktivují toll-like receptory (TLR) a vrozenou imunitu zprostředkovanou interleukinem 1 (IL-1). reakce rezidentních makrofágů dýchacích cest. Kontaminace PM bioaerosoly, které obsahují lipopolysacharid (LPS), také aktivuje vrozené imunitní reakce prostřednictvím aktivace toll-like receptor 4 (TLR4) rezidentních makrofágů dýchacích cest. Tyto komplementární procesy vedou k náboru neutrofilů (PMN), které zprostředkovávají luminální zánět dýchacích cest s uvolňováním toxických mediátorů, jako je neutrofilní elastáza a myeloperoxidáza, které podporují akutní a chronickou bronchitidu.

Zmírnění neutrofilního zánětu dýchacích cest vyvolaného PM by proto mělo být klíčovým cílem, aby se snížila respirační morbidita vojenského personálu. Výzkumníci studovali řadu prozánětlivých inhalačních činidel, jako je nebulizovaný LPS, ozón (03) a WSP, jako modely akutní neutrofilní bronchitidy, proti kterým testovali řadu terapeutických činidel. Za tímto účelem výzkumníci uvedli, že inhalovaný flutikason inhibuje O3-indukovaný a LPS-indukovaný neutrofilní zánět a že parenterální anakinra a orální gama-tokoferol inhibují neutrofilní reakce na inhalovaný LPS. Kromě činidel s inherentními protizánětlivými a antioxidačními vlastnostmi je doplňkovým přístupem ke snížení zánětu dýchacích cest vyvolaného PM rychlá clearance vdechovaných částic z povrchů dýchacích cest. To lze posoudit měřením mukociliární clearance (MCC).

MCC je závislá na sekrečních buňkách dýchacích cest a submukózních žlázách, které produkují vrstvu tekutiny bohatou na mucin na povrchu dýchacích cest a řasinkových buňkách, které hydratují a vytlačují hlen z plic do horních cest dýchacích. Rychlosti MCC jsou závislé na frekvenci ciliárních tepů, hydrataci a reologických vlastnostech hlenu. Studie in vitro prokázaly, že HS prostřednictvím osmotického účinku na povrchy dýchacích cest zlepšila hydrataci a reologické vlastnosti hlenu a zrychlila rychlost transportu hlenu. Kromě toho údaje za posledních 30 let ukázaly, že inhalační hypertonický fyziologický roztok (HS) plus kašel je nejúčinnější metodou pro akutní čištění bronchiálních dýchacích cest od vdechnutých usazených částic. Kombinovaný účinek je větší než samotný HS nebo kašel. Ve studiích s astmatiky vyšetřovatelé zkoumali schopnost jednorázové léčby HS s cvičeným kašlacím manévrem akutně odstranit radioaktivně značené koloidní částice síry Tc99m z dýchacích cest po expozici LPS. Po inhalaci HS a manévrech odstranění kašle vyvinutých pro získání vzorků sputa pro analýzu badatelé pozorovali rychlou clearance > 50 % inhalovaných radioaktivně značených částic. Vyšetřovatelé předpokládají, že pokud by se další prozánětlivé částice (PM, popáleninové částice) odstranily podobně prostřednictvím HS-indukované akcelerace MCC krátce po expozici, došlo by ke snížení akutního zánětu vyvolaného PM. V této studii tedy vyšetřovatelé posoudí účinnost inhalovaného 5% HS, dávky dobře tolerované astmatiky na počátku studie a po inhalačních LPS/alergenech pro indukci sputa, při zmírňování neutrofilního zánětu dýchacích cest vyvolaného WSP u zdravých dobrovolníků. Normální fyziologický roztok 0,9 % (NS) nebude v této studii použit jako léčba placebem, protože inhalace samotného NS ovlivňuje reologické vlastnosti hlenu a MCC, a proto by nebyla vhodným placebem. Výzkumníci proto porovnají léčbu s 5% HS s tím, že po expozici WSP nedostanou žádnou léčbu.