Woodsmoke Particulate + Hyperton Saline (Smokeysal)

Militær indsættelse er forbundet med eksponering for nye partikler (PM), såsom fra forbrændingshuller, aeroallergener og øget cigaretforbrug. Krigskrigere, der udsættes for disse inhalationseksponeringer, udviser øjeblikkelig og kronisk respiratorisk sygelighed. For eksempel rapporterede militærtjenestepersonale, der blev undersøgt i både Republikken Korea (ROK) og Kabul, Afghanistan, en generel stigning i respiratorisk sygelighed, herunder astma og kronisk bronkitis, forbundet med deres udsendelse. Luftforurenende stoffer i ROK var karakteriseret ved forhøjede niveauer af både PM 0,5-2,5 og PM 2,5-10. Tilsvarende var eksponeringer i Kabul karakteriseret ved adskillige luftbårne PM-eksponeringer, herunder eksponeringer fra brændegrave. Burn pit PM omfatter metaller, bioaerosoler, organiske biprodukter og biomasseforbrændingspartikler. Disse fund indikerer, at inhaleret PM er en sandsynlig årsag til respiratorisk morbiditet i marken.

Inflammation er en vigtig første reaktion på indåndede partikler. Trærøgpartikler (WSP) tjener som et modelmiddel til at studere PM-induceret bronkitis. WSP-inhalation genererer reaktive oxiderende (og nitrosative) arter, som forårsager lokal skade på luftvejsepitelceller og frigivelse af skadesassocierede molekylære mønstre (DAMP'er), der aktiverer toll-lignende receptorer (TLR) og interleukin 1 (IL-1)-medieret medfødt immunforsvar reaktioner fra residente luftvejsmakrofager. Kontaminering af PM med bioaerosoler, som indeholder lipopolysaccharid (LPS), aktiverer også medfødte immunresponser gennem toll-like receptor 4 (TLR4) aktivering af residente luftvejsmakrofager. Disse komplementære processer resulterer i rekruttering af neutrofiler (PMN), som medierer luminal luftvejsinflammation med frigivelse af toksiske mediatorer såsom neutrofil elastase og myeloperoxidase, der fremmer akut og kronisk bronkitis.

Derfor bør afbødning af PM-induceret neutrofil luftvejsinflammation være et centralt fokus for at reducere respiratorisk morbiditet hos militært personel. Efterforskerne har undersøgt en række pro-inflammatoriske inhalationsmidler, såsom forstøvet LPS, ozon (O3) og WSP, som modeller for akut neutrofil bronkitis, mod hvilke man kan teste en række terapeutiske midler. Til denne effekt har efterforskerne rapporteret, at inhaleret fluticason hæmmer O3-induceret og LPS-induceret neutrofil inflammation, og at parenteral anakinra og oral gamma-tocopherol hæmmer neutrofile reaktioner på inhaleret LPS. Ud over midler med iboende antiinflammatoriske og antioxidante egenskaber er hurtig fjernelse af inhalerede partikler fra luftvejsoverflader en komplementær tilgang til at reducere PM-induceret luftvejsinflammation. Dette kan vurderes gennem måling af mucociliær clearance (MCC).

MCC er afhængig af luftvejssekretoriske celler og submucosale kirtler, der producerer et mucinrigt væskelag på luftvejsoverfladen og cilierede celler, der hydrerer og driver slim ud af lungen og ind i de øvre luftveje. Hyppigheden af ​​MCC er afhængig af ciliær slagfrekvens, hydrering og slimets reologiske egenskaber. In vitro undersøgelser har vist, at HS gennem en osmotisk effekt på luftvejsoverflader forbedrede hydrering og slim reologiske egenskaber og accelererede slimtransporthastigheder. Derudover har data fra de sidste 30 år vist, at inhaleret hypertonisk saltvand (HS) plus hoste er den mest effektive metode til akut at rense bronkialluftvejene for inhalerede, aflejrede partikler. Den kombinerede effekt er større end enten HS eller hoste alene. I studier af astmatikere undersøgte efterforskerne evnen af ​​en enkelt HS-behandling med en coachet hostemanøvre til akut at fjerne radioaktivt mærkede Tc99m svovlkolloidpartikler fra luftvejene efter LPS-eksponering. Efter HS-inhalations- og hosterensningsmanøvrer udviklet til at genvinde sputumprøver til analyse, observerede efterforskerne en hurtig clearance på >50 % af de inhalerede radiomærkede partikler. Forskerne antager, at hvis andre pro-inflammatoriske partikler (PM'er, burn pit-partikler) blev fjernet på samme måde via HS-induceret acceleration af MCC kort efter eksponering, ville der være reduktioner i akut PM-induceret inflammation. I denne undersøgelse vil efterforskerne således vurdere effektiviteten af ​​inhaleret 5% HS, en dosis, der tolereres godt af astmatikere ved baseline og efter inhaleret LPS/allergen-udfordringer for sputuminduktion, til at mildne WSP-induceret neutrofil luftvejsinflammation hos raske frivillige. Normalt saltvand 0,9% (NS) vil ikke blive brugt som placebobehandling i denne undersøgelse, da inhalation af NS i sig selv påvirker de rheologiske egenskaber af slim og MCC og derfor ikke ville være en passende placebo. Efterforskerne vil derfor sammenligne behandling med 5 % HS med ingen, der ikke modtager nogen behandling efter WSP-eksponering.