Auswirkungen der Photobiomodulation auf das angeborene Immunsystem von Neugeborenen und Säuglingen mit Bronchiolitis

Akute virale Bronchiolitis (AVB) ist die häufigste Erkrankung der unteren Atemwege bei Kindern und eine der Hauptursachen für Krankenhausaufenthalte bei Kindern unter zwei Jahren, insbesondere im Winter. Es ist gekennzeichnet durch Entzündung, Ödem und Nekrose von Zellen des Epithels der kleinen Atemwege, mit erhöhter Schleimsekretion und Bronchospasmus. Zu den häufigsten Krankheitserregern für die Entwicklung von AVB gehören Rhinovirus, Influenza A und B, Parainfluenza, Metapneumovirus und Adenovirus. Der häufigste und für 70 % der AVB bei Kindern unter zwei Jahren verantwortliche Erreger ist jedoch das Respiratory Syncytial Virus (RSV). . RSV ist hoch ansteckend und infektiös und macht 2-3 % der Krankenhauseinweisungen infizierter Kinder aus. Außerdem gibt es saisonale Schwankungen bei den RSV-Infektionsraten, die im Winter in gemäßigten Regionen höher sind, was auf niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit zurückzuführen ist begünstigen die Ausbreitung des Virus.

RSV wird über die Luft bei Kontakt mit Nasenepithel, Mund, Augen oder kontaminierten Oberflächen übertragen und die Inkubationszeit beträgt drei bis acht Tage. Sobald das Virus die Nase oder den Mund erreicht, beginnt es, die Epithelzellen der oberen Atemwege zu infizieren, wandert dann in die unteren Atemwege und erreicht die Bronchiolen, wo es sich leichter vermehrt und so eine Bronchiolitis entwickelt. Dann kommt es zu einer Entzündung und Verstopfung der Bronchiolen, was zu einem verringerten Luftstrom in den kleinen Atemwegen führt und die Fähigkeit zum Ausatmen verändert, was zu Hyperblähung, erhöhter Schleimproduktion, Atelektase und pfeifender Atmung führt. Immunpathologie entsteht durch die Expression entzündungsfördernder Zytokine mit anschließender perivaskulärer und peribronchialer Infiltration mononukleärer Zellen, meist Neutrophilen und Lymphozyten, was eine unausgeglichene Reaktion zwischen T-Helferzellen 1 und 2 auslöst.

Zusätzlich zu AVB kann eine RSV-Infektion zu einer Lungenentzündung führen und außerdem möglicherweise später zu pfeifenden Atemgeräuschen und Asthma führen. Daher besteht wachsende Besorgnis darüber, wie RSV-Infektionen in den ersten Lebensmonaten zur Entwicklung chronischer Lungenerkrankungen führen können. Darüber hinaus gilt es als zweiter Krankheitserreger, der bei Kindern unter einem Jahr zum Tod führt.

Die Unfähigkeit des angeborenen Immunsystems von Neugeborenen und Kindern, eine RSV-Infektion und ihre schwerwiegenden Folgen zu bekämpfen, macht die Entwicklung neuer Präventions- und Behandlungsstrategien zu einer Priorität.

Um diesen Bedarf zu decken, wurden in den letzten Jahren bemerkenswerte Fortschritte in Bezug auf die Anwendung von Low-Level-Laser-PBM bei Lungenerkrankungen erzielt. PBM ist eine nicht-invasive, nebenwirkungsfreie, zugängliche und gut verträgliche Ressource für Patienten mit diagnostizierten Lungenerkrankungen wie chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, COVID-19 und Asthma. Viele Wirkungen werden PBM zugeschrieben und eine der wichtigsten ist seine antioxidative und entzündungshemmende Wirkung auf zellulärer Ebene. Vom Eindringen des Photons in das Gewebe, wo es mit intrazellulären Molekülen interagiert und eine Reihe von Veränderungen in seiner Funktion auslöst, einschließlich der Membranpermeabilität und des Zellstoffwechsels, der Regulierung der antioxidativen Abwehr und der Reduzierung von oxidativem Stress.

Jahani-Sherafat et al. (2020) erläutern in ihrem Aufsatz die verschiedenen Hypothesen für PBM bei zellulären Funktionen. Die erste bezieht sich auf Cytochrom-C-Oxidase, die durch Infrarotlicht gewonnen wird. Andere Hypothesen besagen, dass Photonen Stickoxid vom Enzym trennen und dieses Stickoxid aktiv machen und den Elektronentransport, das Mitochondrienmembranpotential und die Adenosintriphosphat (ATP)-Produktion erhöhen. Eine weitere Hypothese bezieht sich auf lichtempfindliche Ionenkanäle, die zur Anreicherung von Kalzium in Zellen führen können. Nach der Photonenabsorption werden mehrere Signalkanäle mithilfe reaktiver Sauerstoffspezies, zyklischem Adenosinmonophosphat (AMP), Stickoxid und Kalzium aktiviert zur Stimulierung von Transkriptionsfaktoren. Wenn diese Faktoren aktiviert sind, erhöht sich das Expressionsgen und dadurch die Proteinsynthese und -proliferation, die entzündungshemmende Signalübertragung, die antiapoptotischen Proteine ​​und die antioxidativen Enzyme.

Es wurden wissenschaftliche Studien sowohl an Tier- als auch an Menschenmodellen entwickelt, die sich auf die Reduzierung entzündlicher Erkrankungen konzentrieren, die sowohl aus akuten als auch chronischen Atemwegserkrankungen resultieren. Im Allgemeinen zeigen diese Studien, dass die transkutane Anwendung von PBM die Lunge erreicht und entzündliche und immunologische Prozesse in Lungenläsionen positiv beeinflusst. Es kann als Hilfsmittel bei der Behandlung von Atemwegserkrankungen eine wertvolle Ressource sein.

Studiendesign:

Bei der Studie handelt es sich um eine randomisierte klinische Studie. Die Stichprobe besteht aus Neugeborenen und Säuglingen im Alter von null bis 24 Monaten, bei denen AVB diagnostiziert wurde und die im Universitätskrankenhaus für Mütter und Kinder der Universidade Estadual de Ponta Grossa hospitalisiert wurden. Das Projekt wird dem Human Research Ethics Committee zur Genehmigung vorgelegt und anschließend in ClinicalTrials.gov registriert Datenbank.

Die Eltern oder Erziehungsberechtigten des Neugeborenen oder Säuglings werden zur Teilnahme an der Studie eingeladen und müssen bei Interesse der Teilnahme durch Unterzeichnung der kostenlosen Einverständniserklärung zustimmen. Den Verantwortlichen wird der Zweck der Studie erläutert und sie können jederzeit Fragen zu den durchzuführenden Eingriffen stellen. Wenn die Eltern oder Erziehungsberechtigten die Studie verlassen möchten, entsteht kein Schaden für die Behandlung des Patienten, die wie in der Randomisierung festgelegt ist.

Die Aufnahme von Patienten mit AVB-Diagnose in die teilnehmenden Krankenhäuser wird täglich überprüft. Sobald der Patient identifiziert ist, wird die verantwortliche Person in der ersten Physiotherapie-Konsultation über die Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Untersuchung eingeladen. Bei Annahme wird der Physiotherapeut mit den Fragen auf dem Nachsorgeformular fortfahren, woraufhin die Physiotherapie den Physiotherapiedienst gemäß der angegebenen Randomisierung folgt. In dieser ersten Konsultation wird der Fragebogen der International Study of Wheezing (EISL) angewendet, der AVB-Schweregrad wird anhand der Wang-Skala bestimmt und Trachealsekretproben werden gesammelt. Die Ergebnisse routinemäßiger Labortests werden täglich überwacht, um die Werte aufzuzeichnen. Eine neue Probe des Trachealsekrets wird am vierten Tag des Krankenhausaufenthalts entnommen, die letzte Probe wird am achten Tag des Krankenhausaufenthalts oder früher entnommen, wenn der Patient aus dem Krankenhaus entlassen wird. Zur Nachuntersuchung wird der Forscher die Eltern oder Erziehungsberechtigten nach dreimonatiger Entlassung aus dem Krankenhaus kontaktieren, um einen vom Autor erstellten Fragebogen anzuwenden, der die folgenden Fragen enthält: Wie oft hatte Ihr Kind in den letzten paar Jahren eine Erkältung/Grippe? Monate?; Wenn ja, musste er/sie ins Krankenhaus eingeliefert werden?; Sind die Impfungen Ihres Kindes aktuell?; Hat Ihr Kind in diesem Zeitraum begonnen, die Kita oder die Schule zu besuchen?; Gab es eine Umstellung in der Ernährung des Kindes? (z.B. Ernährungsumstellung); Bemerken Sie, dass Ihr Kind müde zum Spielen ist?

Randomisierung und Verblindung:

Die Randomisierung erfolgt in Blöcken und wird von einem Computerprogramm generiert, das in versiegelten und fortlaufend nummerierten undurchsichtigen Umschlägen verborgen ist und von jemandem durchgeführt wird, der nicht an der Studie beteiligt ist. Jeder Umschlag entspricht einer der beiden Studiengruppen und ein Umschlag wird zum Zeitpunkt der Bewertung vom Vormund des Teilnehmers ausgewählt. Der statistische Gutachter ist für die Zuteilung der Patienten in die Gruppen blind.

• Stichprobenberechnung Um die Nullhypothese zu verwerfen, wird geschätzt, dass 18 Teilnehmer in jeder Gruppe mit einer Stichprobenleistung von 95 % und einem Wert von p<0,05 benötigt werden, wobei jedoch ein möglicher Verlust von 20 % im Laufe der Zeit geschätzt wird In der Studie beträgt die Stichprobengröße 22 Personen in jeder Gruppe. Die Berechnung basierte auf der Studie von Mehani (2017), die die Werte von Interleukin IL6 in einer Gruppe von Erwachsenen mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, die mit FBM behandelt wurden, im Vergleich zu einer Gruppe, die mit Atemtrainern behandelt wurde, analysierte, wobei der endgültige Mittelwert von IL6 in die PBM-Gruppe betrug 49,4(10,1) und in der Trainingsgruppe betrug er 62,8 (11,4) mit einem Wert von P<0,0001.
• Statistische Analyse Die Datentabellen werden mit Microsoft Excel und die statistische Analyse mit SPSS 22.0 und GraphPad Prism 6.0 durchgeführt. Die Überprüfung der Normalität der Daten erfolgt durch den Kolmogorov-Smirnov-Test. Variablen mit Normalverteilung werden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt, Variablen mit Nicht-Normalverteilung werden als Median und Interquartilbereich 25–75 % dargestellt und kategoriale Variablen werden als absolute und relative Häufigkeit dargestellt. Um die Auswirkungen von FBM auf die BVA zu identifizieren, wird der gemischte ANOVA-Test mit wiederholten Messungen verwendet. Der gruppeninterne Faktor ist die Zuordnungsgruppe (Kontrollgruppe oder Interventionsgruppe) und der gruppeninterne Faktor ist der Zeitpunkt der Bewertung (D1 und Dalta für Labortests und Wang-Score; D1, D4 und D8/oder Entlassung für Trachealtests). Entladung). Die statistische Signifikanz wird als P <0,05 bestimmt. Die Folgefragebögen werden je nach Normalität der Daten mit dem nichtparametrischen Student-t-Test oder dem Mann-Whitney-Test verglichen.

Aufgrund ihrer Originalität hat diese Studie großes Potenzial für eine Veröffentlichung in renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften. Wenn die Hypothese bestätigt wird, dass MBF die Verringerung des zellulären Entzündungsstatus fördert, werden die Vorteile mit einem kürzeren Krankenhausaufenthalt und einer schnelleren Heilung der Lungeninfektion verbunden sein und darüber hinaus MBF als weitere wirksame Ressource für die Wirkung der Atemphysiotherapie in der Behandlung festigen von AVB in dieser Population.