Die Auswirkungen einer Methacholin-Provokation unter Verwendung von drei verschiedenen Verneblern auf die Funktion kleiner Atemwege

In dieser Studie werden Veränderungen in kleinen Atemwegen durch Plethysmographie und Impulsoszillation nach der Verabreichung von Methacholin mithilfe von Verneblern gemessen, die für die Abgabe an die kleinen (Wright), mittleren (PARI LC® Plus) und großen (PARI SinuStar™) Atemwege ausgelegt sind.

Die Beurteilung der Beteiligung kleiner Atemwege mittels Plethysmographie umfasst das Residualvolumen (RV), die forcierte Vitalkapazität (FVC) sowie die inspiratorischen und exspiratorischen Spitzenflussraten (PIF bzw. PEF). Die Impulsoszillation umfasst Messungen des großen und kleinen Atemwegswiderstands.

Basis-Spirometrie

Die Grundlinien-FEV1 und VC werden mit einem Wasserspirometer registriert.

Methacholin-Challenge (Screening)

Die Inhalation von Methacholin wird wie von Cockcroft (1996) beschrieben durchgeführt. Die Probanden werden angewiesen, Nasenklammern zu tragen und während der zweiminütigen Inhalationszeit normal durch das Mundstück zu atmen. Die Probanden inhalieren normale Kochsalzlösung und verdoppeln dann jeweils 2 Minuten lang die Methacholinkonzentration aus einem Wright-Vernebler. FEV1 wird 30, 90, 180 und 300 Sekunden nach jeder Inhalation gemessen. Die Spirometrie wird mit einem wasserdichten Spirometer und Kymographen von Collins gemessen. Der Test wird beendet, wenn ein Abfall des FEV1 um 20 % des Ausgangswerts auftritt, und der Methacholin-PC20 wird berechnet.

Methacholin-Herausforderung

Beim zweiten Besuch werden die Probanden nach dem Zufallsprinzip so ausgewählt, dass sie über einen Vernebler inhalieren, der Partikel mit HMAD erzeugt, die für die Verteilung entweder in kleinen, mittleren oder großen Atemwegen geeignet sind. Die Probanden inhalieren jeweils 2 Minuten lang doppelte Methacholinkonzentrationen. Unmittelbar nach jeder Inhalation werden bei den Probanden Lungenfunktionstests mittels Plethysmographie durchgeführt. Die Messungen werden in Intervallen von 30 Sekunden, 60 Sekunden, 3 Minuten und 5 Minuten durchgeführt (oder bis ein Abfall des FEV1 um 20 % oder mehr des Ausgangswerts erreicht ist). Der Methacholintest wird beendet, wenn ein Abfall des FEV1 um 20 % oder mehr des Ausgangswerts erreicht wird. Nach einer Erholungszeit von 1 Stunde werden die gleichen Dosen erneut verabreicht und erneut Lungenfunktionstests durchgeführt, diesmal mittels Impulsoszillation. Das gleiche Verfahren wird beim dritten und vierten Besuch mit den verbleibenden Verneblern (zufällig ausgewählt) wiederholt. Die Vernebler, die zur gezielten Behandlung bestimmter Atemwege verwendet werden, sind der Wright-Vernebler (klein), der PARI LC® Plus-Vernebler (mittel) und der PARI SinuStar™-Vernebler (groß).

Plethysmographie

Lungenfunktionstests werden bei Probanden nach Methacholin-Provokationen mittels Plethysmographie durchgeführt. Es werden verschiedene Tests durchgeführt, die unterschiedliche Lungenfunktionsmessungen ermöglichen. Um zu charakterisieren, welche Messungen auf die Funktion großer oder kleiner Atemwege hinweisen, werden die Messungen der drei Verneblergruppen verglichen. Mögliche Messgrößen für die Funktion kleiner Atemwege sind die funktionelle Residualkapazität (FRC), das Residualvolumen (RV), die forcierte Vitalkapazität (FVC) und die inspiratorischen und exspiratorischen Spitzenflussraten (PIF bzw. PEF) (Knudson et al., 1980). Mit der Körperbox wird auch eine Stickstoffauswaschung durchgeführt, um die Dehnbarkeit der Atemwege oder die Beziehung zwischen Atemwegskaliber und Lungenvolumen zu messen (Brown et al., 2004).

Impulsschwingung

Lungenfunktionstests werden an Probanden nach Methacholin-Provokationen mittels Impulsoszillation durchgeführt. Dieses Gerät verwendet einen Lautsprecher, um Druck und Fluss zu erzeugen, und indem es diese bei verschiedenen Frequenzen erzeugt, unterscheidet es insbesondere zwischen großen und kleinen Atemwegsobstruktionen (Otis et al., 1956). Die Ergebnisse werden zwischen den drei Verneblergruppen verglichen, nachdem bestimmte Atemwege gezielt angesprochen wurden.