Broncoconstricción inducida por el ejercicio en escolares

Métodos:

Pacientes y diseño del estudio Será un estudio de dos pasos llevado a cabo entre adolescentes escolares. En el primer paso, los escolares serán evaluados para EIB durante la lección de educación física (PE). Inn todos los niños antes y después de la lección de ejercicio físico (PE) se realizará la espirometría. Los niños con FEV1 disminuido (>=10 % desde el valor inicial) y/o niños con antecedentes de EIB en los últimos 12 meses (síntomas: disnea, tos, sibilancias, dolor torácico durante/después de los ejercicios) serán invitados a la clínica para una evaluación futura y personal calificado. al siguiente paso del estudio.

En el segundo paso, los niños con sospecha de BIE y sus padres serán invitados a la clínica. Están previstas tres visitas. El tratamiento con agonistas beta de acción prolongada se suspenderá 24 horas antes de cada visita; el tratamiento antihistamínico se suspenderá 21 días antes de la primera visita.

Primera visita

En todos los niños se realizarán ejercicios estandarizados de trade mill challenge junto con test de reversibilidad y test de punción cutánea. Según estos resultados, los niños se dividirán en los siguientes grupos:

• niños con BIE y asma (BIE+A+)
• niños con BIE sin asma (BIE+A-)
• niños sin BIE y asma (EIB-A+)
• niños sin BIE sin asma (BIE-A-) Segunda visita Se seleccionarán al azar veinte niños de cada grupo. En todos los niños se volverá a realizar juntos el ejercicio estandarizado trade mill challenge. Se tomará una muestra de sangre antes y después del desafío junto con una muestra de condensado de aliento exhalado para detectar marcadores de inflamación. También antes y después del desafío del ejercicio se medirá el óxido nítrico exhalado.

Tercera visita Se realizará provocación bronquial con metacolina en cada niño.

Métodos

• historia medica y examen fisico
• pruebas de función pulmonar Pruebas de función pulmonar Las pruebas de función pulmonar se realizarán con una unidad Master Screen (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Alemania). Los valores previstos para todas las variables de función pulmonar se basan en un estudio previo de controles sanos proporcionado por el fabricante del equipo de prueba de función pulmonar. Las curvas de flujo-volumen se realizarán de acuerdo con los estándares de la American Thoracic Society. Se tomará y analizará la más alta de 3 mediciones exitosas. Los resultados se expresarán como el porcentaje de un valor predicho. Todos los sujetos podrán realizar espirometrías.
• mediciones de óxido nítrico exhalado Las mediciones de NO se realizarán de acuerdo con las recomendaciones de la Sociedad Respiratoria Europea/Sociedad Torácica Estadounidense (ERS/ATS) con un analizador de quimioluminiscencia (analizador de óxido nítrico modelo 280i; Sievers, Boulder, CO, EE. UU.) y expresado en partes por mil millones . El analizador proporciona una medición continua en línea de NO en una sola exhalación con un rango de detección de 0,1 a 500 ppb. El NO ambiental se medirá antes y después de cada prueba y nunca excederá los 5 ppb. Todos los sujetos se estudian sentados, sin pinza nasal. Los sujetos exhalan a una velocidad de flujo constante (50 ml/s) desde la capacidad pulmonar total hasta el volumen residual sin aguantar la respiración. Mantienen una presión constante en la boca (17 cm H2O) mediante el control de una pantalla visual para eliminar la contaminación del NO nasal. El espacio muerto y el NO nasal (que se reflejan en el pico de concentración de NO durante la exhalación) y el NO del tracto respiratorio inferior (determinado por el valor de meseta después del pico) se registran automáticamente mediante el software del fabricante. Se obtendrán tres mediciones fraccionarias de óxido nítrico exhalado (FeNO) de la fase de meseta, con menos del 10 % de variación. El valor medio de 3 registros reproducibles sucesivos se conservará para el análisis estadístico.
• Ejercicio estandarizado en cinta rodante La broncoconstricción inducida por el ejercicio se evaluará mediante el uso de una cinta rodante motorizada (Kettler, Ense-Parsit, Alemania) de acuerdo con las directrices de la ATS/ERS. Se indicará a los niños que corran durante 8 minutos con una carga de ejercicio submáxima. La prueba de esfuerzo consiste en un calentamiento de 2 minutos y 6 minutos de carrera constante en una cinta rodante inclinada para producir una frecuencia cardíaca de al menos el 95 % del máximo previsto para la edad (calculado como 220 - edad [años]) . La pendiente de la cinta de correr es del 5,5% (3°). Se realizarán pequeños ajustes en la carga de trabajo (velocidad de la cinta de correr), si es necesario, para lograr las frecuencias cardíacas específicas. Se utilizarán pinzas nasales durante la prueba y se controlará continuamente la frecuencia cardíaca (escáner electrónico de frecuencia cardíaca; Kettler). La carrera submáxima en la cinta rodante se realizará a la misma velocidad (carga de ejercicio) en ambas ocasiones de prueba (en la aleatorización y después de 4 semanas de tratamiento) para cada niño. La temperatura ambiente en el laboratorio con aire acondicionado se mantendrá estable a 22°C, y la humedad se mantendrá estable entre 40% y 50% en cada día del estudio. Se aceptarán diferencias de 1°C de temperatura y 5 mg H2 OxL-1 de humedad del aire en los días de prueba en cada paciente. 14 FEV1 se medirá antes de correr, inmediatamente después y 3, 6, 10, 15, 20 y 30 minutos después de correr. El porcentaje máximo de caída en FEV1 después de la prueba de ejercicio se calculará utilizando la siguiente fórmula: [(FEV1 antes del ejercicio - FEV1 más bajo después del ejercicio) /FEV1 antes del ejercicio] x 100. Los valores de FEV1 se representarán frente al tiempo para cada tratamiento. El área bajo la curva (AUC) para los valores FEV1 del ejercicio durante el período de 30 minutos se calculará utilizando una regla trapezoidal. El EIB se definirá como una disminución de ≥ 15 % en el FEV1 desde el inicio dentro de los primeros 5 minutos después del ejercicio.
• Las muestras de EBC del condensado del aliento exhalado se recolectarán a través del dispositivo EcoScreen-II (Viasys Healthcare GmbH, Berlín, Alemania). Se obtendrán muestras de condensado de aire exhalado (EBC) de los niños durante la respiración tidal mientras usan una pinza nasal, como se describió anteriormente [6]. Las válvulas de no reinhalación de dos vías y la tubería al condensador servirán como trampa de saliva. Después de la recolección (durante 10 min), el EBC se congelará rápidamente en pequeños tubos de plástico a -80 °C usando hielo seco y se almacenará a -80 °C hasta su análisis.

El material será el condensado del aliento exhalado de niños diagnosticados con asma. El análisis se realizará utilizando Quantibody Human Inflammation Array 3 (RayBiotech, Norcross, GA, EE. UU.) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Este kit de matrices ELISA multiplex permite la medición cuantitativa de 40 citocinas humanas. Cada portaobjetos de vidrio estándar consta de 16 pocillos, cada uno con una matriz de anticuerpos de citoquinas idéntica. Todos los anticuerpos y controles positivos se imprimirán por cuadruplicado en cada pocillo.

En el primer paso, el anticuerpo de captura se une a la superficie de vidrio del portaobjetos. A continuación, se añaden a cada pocillo 100 µl de la muestra de cada paciente y los estándares de citoquinas específicos de rayos de concentración conocida. Después de la incubación durante 2 horas a temperatura ambiente, la matriz se lava 5 veces con 150 µl de Wash Buffer I y dos veces con 150 µl de Wash Buffer II, 5 minutos por lavado. A continuación, la matriz se incuba durante 2 horas con 1,4 ml del anticuerpo conjugado con biotina a temperatura ambiente. A continuación, se repite el protocolo de lavado antes de añadir 80 µl de estreptavidina conjugada con colorante equivalente a Cy3 a cada pocillo durante 1 hora. Después de lavar la matriz, la señal de fluorescencia se detecta y cuantifica con el escáner Axon GenePix 4000B y el software GenePix Pro 6.0 (Molecular Devices). Los resultados se analizarán utilizando Q - Analyzer Software (RayBiotech, Norcross, GA, EE. UU.).

• Desafío de provocación bronquial con metacolina La prueba de provocación bronquial con metacolina se realizará utilizando la técnica dosimétrica sistema de provocación por aerosol (APS) Pro (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Alemania) con respiración tidal controlada. Después de la pulverización del diluyente fisiológico, la metacolina se entregará en cuatro dosis acumulativas: 0,015 mg, 0,045 mg, 0,18 mg, 0,72 mg. La prueba de provocación basada en metacolina (MBPT) se continúa con intervalos de 2 min entre las inhalaciones hasta que se obtenga una caída en el volumen espiratorio forzado en 1 s (FEV1) de ≥20%. La dosis de provocación (PD20) se calcula mediante interpolación lineal en una curva log-dosis-respuesta (13).
• en muestra de sangre (muestra de 5 ml): niveles séricos de triptasa, lipoxina A4
• También en el presente estudio, se tomará una muestra de sangre antes y después del desafío junto con una muestra de condensado de aliento exhalado para detectar marcadores de inflamación (como interleucina (IL)-1a, IL-2, IL-5, IL-6, IL -8, IL-9, IL-12p70, IL-13, IL-17, IL-22, proteína quimioatrayente de monocitos uno (MCP1), receptor tipo toll 2 (TLR2), proteína inflamatoria de macrófagos uno alfa (MIP1a), plaquetas factor de crecimiento derivado (PDGFBB), inhibidor tisular de la metaloproteinasa dos (TIMP2), factor de necrosis tumoral alfa (TNFalfa), proteína C reactiva (CRP), factor de crecimiento transformante beta uno (TGF-b1), linfopoyetina estromal tímica (TSLP) - ELISA y cisteinil leucotrienos, leucotrieno B4 (LTB4), prostaglandina E2 - cromatografía líquida de alta presión ((PGE2-HPLC))/espectrometría de masas).

Significado:

Evaluación práctica/Los resultados del estudio propuesto nos permitirán evaluar la prevalencia y definir el fondo inflamatorio de la broncoconstricción inducida por el ejercicio (BIE) en escolares. Se verificará el ausentismo escolar, la morbilidad y comorbilidad que afectan la actividad física y se tratará a los pacientes no diagnosticados. Se verificará la importancia de los factores ambientales (tabaquismo, tipo de ejercicio, temperatura y humedad de la sala de ejercicios) e individuales (edad, sexo, atopia, obesidad, infecciones respiratorias recurrentes, presencia de enfermedades crónicas).

Nuevos hallazgos/Principales hallazgos del estudio permitirán definir métodos de prevención primaria de la BIE sin evitar el ejercicio, y nuevas recomendaciones para el tratamiento de la BIE en niños:

1. Detección de EIB en un entorno real (durante la lección de ejercicio en la escuela) verificada mediante una prueba de ejercicio estandarizada en la clínica
2. Definición de los factores de riesgo individuales y ambientales de la BIE en escolares
3. Cinética de los marcadores inflamatorios (en el condensado del aire exhalado y en el suero) durante la prueba de esfuerzo
4. Evaluación compleja del perfil clínico e inflamatorio de pacientes con BIE con/sin asma.

Hallazgos en el campo/Definir marcadores de inflamación en BIE y posibles diferencias entre niños asmáticos y no asmáticos con/sin BIE.

Efectos/El objetivo del proyecto es definir la prevalencia y antecedentes inflamatorios de la broncoconstricción inducida por el ejercicio (BIE) en escolares y determinar los factores de riesgo individuales y ambientales para la BIE. Los resultados obtenidos proporcionarán medidas objetivas sobre los procesos biológicos que conducen a la broncoconstricción durante el ejercicio, como se podría experimentar de forma natural durante la vida escolar. Los resultados podrían aplicarse en el manejo de pacientes con BIE con o sin asma. Los resultados de las investigaciones previstas se publicarán en revistas de impacto nacional e internacional y se presentarán durante simposios y congresos.