Holzrauchpartikel + hypertonische Kochsalzlösung (Smokeysal)

Der Militäreinsatz ist mit der Exposition gegenüber neuartigen Feinstaubpartikeln (PM) verbunden, z. B. aus Brandgruben, Aeroallergenen und erhöhtem Zigarettenkonsum. Kriegskämpfer, die diesen inhalativen Expositionen ausgesetzt sind, zeigen sofortige und chronische respiratorische Morbidität. Zum Beispiel berichteten sowohl in der Republik Korea (ROK) als auch in Kabul, Afghanistan, befragte Militärangehörige von einem allgemeinen Anstieg der respiratorischen Morbidität, einschließlich Asthma und chronischer Bronchitis, im Zusammenhang mit ihrem Einsatz. Luftschadstoffe im ROK waren durch erhöhte Werte sowohl von PM 0,5-2,5 als auch von PM 2,5-10 gekennzeichnet. In ähnlicher Weise waren Expositionen in Kabul durch mehrere Feinstaubbelastungen in der Luft gekennzeichnet, einschließlich solcher aus Brandgruben. Burn Pit PM umfasst Metalle, Bioaerosole, organische Nebenprodukte und Verbrennungspartikel aus Biomasse. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass eingeatmetes PM eine wahrscheinliche Ursache für respiratorische Morbidität im Feld ist.

Entzündungen sind eine wichtige erste Reaktion auf eingeatmete Partikel. Holzrauchpartikel (WSP) dienen als Modellmittel zur Untersuchung von PM-induzierter Bronchitis. Die WSP-Inhalation erzeugt reaktive oxidierende (und nitrosative) Spezies, die eine lokale Verletzung von Epithelzellen der Atemwege und die Freisetzung von schadensassoziierten molekularen Mustern (DAMPs) verursachen, die Toll-like-Rezeptoren (TLR) und Interleukin 1 (IL-1)-vermittelte angeborene Immunität aktivieren Reaktionen durch residente Atemwegsmakrophagen. Die Kontamination von PM mit Bioaerosolen, die Lipopolysaccharide (LPS) enthalten, aktiviert auch angeborene Immunantworten durch die Toll-like-Rezeptor 4 (TLR4)-Aktivierung von residenten Atemwegsmakrophagen. Diese komplementären Prozesse führen zur Rekrutierung von Neutrophilen (PMN), die eine Entzündung der luminalen Atemwege mit Freisetzung toxischer Mediatoren wie neutrophiler Elastase und Myeloperoxidase vermitteln, die akute und chronische Bronchitis fördern.

Daher sollte die Milderung der PM-induzierten neutrophilen Entzündung der Atemwege ein Hauptaugenmerk sein, um die respiratorische Morbidität des Militärpersonals zu reduzieren. Die Forscher haben eine Reihe von entzündungsfördernden inhalativen Wirkstoffen wie zerstäubtes LPS, Ozon (O3) und WSP als Modelle für akute neutrophile Bronchitis untersucht, gegen die eine Reihe von therapeutischen Wirkstoffen getestet werden können. Zu diesem Zweck haben die Forscher berichtet, dass inhaliertes Fluticason O3-induzierte und LPS-induzierte neutrophile Entzündung hemmt und dass parenterales Anakinra und orales Gamma-Tocopherol neutrophile Reaktionen auf inhaliertes LPS hemmen. Neben Wirkstoffen mit inhärenten entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften ist die schnelle Entfernung eingeatmeter Partikel von den Atemwegsoberflächen ein ergänzender Ansatz zur Verringerung der PM-induzierten Atemwegsentzündung. Dies kann durch die Messung der mukoziliären Clearance (MCC) beurteilt werden.

MCC ist abhängig von sekretorischen Zellen der Atemwege und submukösen Drüsen, die eine muzinreiche Flüssigkeitsschicht auf der Oberfläche der Atemwege produzieren, und Flimmerzellen, die den Schleim hydratisieren und aus der Lunge in die oberen Atemwege befördern. Die MCC-Raten hängen von der Ziliarschlagfrequenz, der Hydratation und den rheologischen Eigenschaften des Schleims ab. In-vitro-Studien haben gezeigt, dass HS durch eine osmotische Wirkung auf Atemwegsoberflächen die Hydratation und die rheologischen Eigenschaften des Schleims verbessert und die Schleimtransportraten beschleunigt. Darüber hinaus haben die Daten der letzten 30 Jahre gezeigt, dass inhalative hypertone Kochsalzlösung (HS) plus Husten die effektivste Methode zur akuten Reinigung der bronchialen Atemwege von eingeatmeten, abgelagerten Partikeln ist. Die kombinierte Wirkung ist größer als entweder HS oder Husten allein. In den Studien an Asthmatikern untersuchten die Forscher die Fähigkeit einer einzelnen HS-Behandlung mit einem trainierten Hustenmanöver, radioaktiv markierte Tc99m-Schwefelkolloidpartikel nach einer LPS-Exposition akut aus den Atemwegen zu entfernen. Nach HS-Inhalations- und Abhustenmanövern, die entwickelt wurden, um Sputumproben für die Analyse zu gewinnen, beobachteten die Forscher eine schnelle Abscheidung von > 50 % der eingeatmeten radioaktiv markierten Partikel. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass, wenn andere entzündungsfördernde Partikel (PMs, Brandgrubenpartikel) auf ähnliche Weise durch HS-induzierte Beschleunigung von MCC kurz nach der Exposition entfernt würden, es zu einer Verringerung der akuten PM-induzierten Entzündung kommen würde. Daher werden die Forscher in dieser Studie die Wirksamkeit von inhaliertem 5% HS, einer Dosis, die von Asthmatikern zu Studienbeginn und nach inhalativen LPS/Allergen-Provokationen zur Sputuminduktion gut vertragen wird, bei der Linderung der WSP-induzierten neutrophilen Entzündung der Atemwege bei gesunden Freiwilligen bewerten. Normale Kochsalzlösung 0,9 % (NS) wird in dieser Studie nicht als Placebo-Behandlung verwendet, da die Inhalation von NS selbst die rheologischen Eigenschaften von Schleim und MCC beeinflusst und daher kein geeignetes Placebo wäre. Die Prüfärzte werden daher die Behandlung mit 5 % HS mit keiner Behandlung ohne Behandlung nach WSP-Exposition vergleichen.