Harjoituksen aiheuttama keuhkoputken supistuminen koululaisilla

Menetelmät:

Potilaat ja tutkimuksen suunnittelu Se on kaksivaiheinen kouluteini-ikäisten parissa tehtävä tutkimus. Ensimmäisessä vaiheessa koululaiset seulotaan EIB:n varalta liikuntatunnin aikana. Kaikille lapsille ennen ja jälkeen liikuntatuntia (PE) tehdään spirometria. Lapset, joilla on alentunut FEV1 (>=10 % lähtötilanteesta) ja/tai lapset, joilla on ollut EIB-historia viimeisten 12 kuukauden aikana (oireet: hengenahdistus, yskä, hengityksen vinkuminen, rintakipu harjoituksen aikana/jälkeen) kutsutaan klinikalle myöhempää arviointia ja pätevyyttä varten. tutkimuksen seuraavaan vaiheeseen.

Toisessa vaiheessa EIP-epäillyt lapset ja heidän vanhempansa kutsutaan klinikalle. Kolme vierailua on suunniteltu. Hoito pitkävaikutteisilla beeta-agonisteilla lopetetaan 24 tuntia ennen jokaista käyntiä; antihistamiinihoito lopetetaan 21 päivää ennen ensimmäistä käyntiä.

Ensimmäinen vierailu

Kaikille lapsille tehdään standardoitu harjoituskauppa mil-haaste sekä palautuvuustesti ja ihopistokokeet. Näiden tulosten perusteella lapset jaetaan seuraaviin ryhmiin:

• lapset, joilla on EIB ja astma (EIB+A+)
• lapset, joilla on EIB ilman astmaa (EIB+A-)
• lapset, joilla ei ole EIB:tä ja astmaa (EIB-A+)
• lapset ilman EIB:tä ilman astmaa (EIB-A-) Toinen käynti Jokaisesta ryhmästä valitaan satunnaisesti 20 lasta. Kaikilla lapsilla standardoitu liikuntakauppa mil haaste suoritetaan jälleen yhdessä. Verinäyte otetaan ennen altistusta ja sen jälkeen yhdessä uloshengitetyn hengityksen kondensaattinäytteen kanssa tulehduksen merkkiaineiden havaitsemiseksi. Myös ennen rasitusta ja sen jälkeen uloshengitettyä typpioksidia mitataan.

Kolmas käynti Keuhkoputken provokaatiohaaste metakoliinilla suoritetaan jokaiselle lapselle.

menetelmät

• sairaushistoria ja fyysinen tarkastus
• keuhkojen toimintakokeet Keuhkojen toimintatestit Keuhkojen toimintatestit suoritetaan Master Screen -yksiköllä (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Saksa). Kaikkien keuhkojen toimintamuuttujien ennustetut arvot perustuvat keuhkojen toiminnan testauslaitteiden valmistajan toimittamaan aiempaan terveiden kontrollien tutkimukseen. Virtaus-tilavuuskäyrät suoritetaan American Thoracic Societyn standardien mukaisesti. Suurin kolmesta onnistuneesta mittauksesta otetaan ja analysoidaan. Tulokset ilmaistaan ​​prosentteina ennustetusta arvosta. Kaikki koehenkilöt voivat suorittaa spirometriaa.
• uloshengitetyn typpioksidin mittaukset NO-mittaukset suoritetaan European Respiratory Societyn/American Thoracic Societyn (ERS/ATS) suositusten mukaisesti kemiluminesenssianalysaattorilla (malli 280i typpioksidianalysaattori; Sievers, Boulder, CO, USA) ja dekaanitaan miljardiosissa . Analysaattori tarjoaa jatkuvan NO-mittauksen yhdellä uloshengityksellä tunnistusalueella 0,1-500 ppb. Ympäristön NO mitataan ennen jokaista testiä ja sen jälkeen, eikä se koskaan ylitä 5 ppb. Kaikki aineet opiskellaan istuma-asennossa ilman nenäklipsiä. Koehenkilöt hengittävät tasaisella virtausnopeudella (50 ml/s) keuhkojen kokonaiskapasiteetista jäännöstilavuuteen ilman hengityksen pidättämistä. Ne ylläpitävät jatkuvaa suun painetta (17 cm H2O) tarkkailemalla visuaalista näyttöä nenän NO:n kontaminaatioiden poistamiseksi. Kuollut tila ja nenän NO (jotka heijastuu NO-konsentraatiohuippuna uloshengityksen aikana) ja NO alemmista hengitysteistä (määritetään tasannearvolla huipun jälkeen) tallennetaan automaattisesti käyttämällä valmistajan ohjelmistoa. Tasannevaiheesta saadaan kolme fraktiota uloshengitetyn typpioksidin (FeNO) mittausta alle 10 %:n vaihtelulla. Kolmen peräkkäisen, toistettavan tallenteen keskiarvo säilytetään tilastollista analyysiä varten.
• standardoitu harjoitusjuoksumattohaaste Harjoituksen aiheuttamaa keuhkoputkien supistumista testataan käyttämällä moottorikäyttöistä juoksumattoa (Kettler, Ense-Parsit, Saksa) ATS/ERS-ohjeiden mukaisesti. Lapsia ohjataan juoksemaan 8 minuuttia submaksimaalisella harjoituskuormalla. Harjoitustesti koostuu 2 minuutin lämmittelystä ja 6 minuutin tasaisesta juoksusta juoksumatolla, joka on taipuvainen saamaan sykkeen, joka on vähintään 95 % iän ennustetusta maksimista (laskettuna 220 - ikä [vuotta]) . Juoksumaton kaltevuus on 5,5 % (3°). Tarvittaessa tehdään pieniä muutoksia työmäärään (juoksumaton nopeuteen) tavoiteltujen sykearvojen saavuttamiseksi. Testin aikana käytetään nenäklipsiä ja sykettä seurataan jatkuvasti (elektroninen sykemittari; Kettler). Submaksimaalinen juoksu juoksumatolla suoritetaan samalla nopeudella (harjoituskuormitus) molemmilla testikerroilla (satunnaistuksessa ja 4 viikon hoidon jälkeen) jokaiselle lapselle. Ilmastoidun laboratorion ympäristön lämpötila pidetään vakaana 22°C:ssa ja ilmankosteus 40–50 % jokaisena tutkimuspäivänä. 1°C lämpötilaerot ja 5 mg H2 OxL-1 ilmankosteuden erot testipäivinä hyväksytään kullakin potilaalla. 14 FEV1 mitataan ennen juoksua, välittömästi sen jälkeen ja 3, 6, 10, 15, 20 ja 30 minuuttia juoksun jälkeen. FEV1:n enimmäislaskuprosentti rasitustestin jälkeen lasketaan seuraavalla kaavalla: [(ennen harjoitusta FEV1 - alin harjoituksen jälkeinen FEV1) /harjoituksen FEV1] x 100. FEV1-arvot piirretään ajan funktiona jokaiselle hoidolle. Harjoituksen FEV1-arvojen käyrän alla oleva pinta-ala (AUC) 30 minuutin jakson aikana lasketaan käyttämällä puolisuunnikkaan muotoista sääntöä. EIB määritellään FEV1:n ≥ 15 %:n laskuksi lähtötasosta ensimmäisten 5 minuutin aikana harjoituksen jälkeen.
• uloshengityshengityskondensaatin EBC-näytteet kerätään EcoScreen-II-laitteella (Viasys Healthcare GmbH, Berliini, Saksa). Näytteitä uloshengityshengityskondensaatiosta (EBC) otetaan lapsilta hengityksen aikana, kun he käyttävät nenäpidikettä, kuten aiemmin on kuvattu [6]. Kaksisuuntaiset ei-hengitysventtiilit ja putket lauhduttimeen toimivat sylkiloukuna. Keräyksen jälkeen (10 minuutin aikana) EBC jäädytetään nopeasti pienissä muoviputkissa -80°C:ssa käyttäen kuivajäätä ja säilytetään -80°C:ssa analyysiin asti.

Materiaalina on astmadiagnoosin saaneiden lasten uloshengityskondensaatti. Analyysi suoritetaan Quantibody Human Inflammation Array 3:lla (RayBiotech, Norcross, GA, USA) valmistajan ohjeiden mukaisesti. Tämä moninkertainen ELISA-sarjasarja mahdollistaa 40 ihmisen sytokiinin kvantitatiivisen mittauksen. Jokainen standardilasilevy koostuu 16 kuopasta, joista jokaisessa on identtinen sytokiinivasta-ainerivi. Kaikki vasta-aineet ja positiiviset kontrollit tulostetaan neljänä kappaleena jokaiseen kuoppaan.

Ensimmäisessä vaiheessa sieppausvasta-aine sidotaan objektilasin lasipintaan. Seuraavaksi kuhunkin kuoppaan lisätään 100 ui kutakin potilasnäytettä ja tunnetun konsentraation omaavia aluespesifisiä sytokiinistandardeja. 2 tunnin huoneenlämpötilassa inkuboinnin jälkeen rivi pestään 5 kertaa 150 ul:lla pesupuskuria I ja kahdesti 150 ul:lla pesupuskuria II, 5 minuuttia pesua kohti. Seuraavaksi ryhmää inkuboidaan 2 tuntia 1,4 ml:n kanssa biotiinilla konjugoitua vasta-ainetta huoneenlämpötilassa. Sitten pesuprotokolla toistetaan ennen kuin kuhunkin kuoppaan lisätään 80 ui Cy3-ekvivalenttia väriainekonjugoitua streptavidiinia 1 tunnin ajan. Ryhmän pesun jälkeen fluoresenssisignaali havaitaan ja kvantifioidaan Axon GenePix 4000B -skannerilla ja GenePix Pro 6.0 -ohjelmistolla (Molecular Devices). Tulokset analysoidaan Q - Analyzer Softwarella (RayBiotech, Norcross, GA, USA).

• metakoliini-keuhkoputken provokaatiohaaste Provokaation metakoliini-keuhkoputkitesti suoritetaan käyttämällä annosmittaritekniikkaa aerosoliprovokaatiojärjestelmää (APS) Pro (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Saksa) hallitulla hengityksellä. Jauhatusfysiologisen laimentimen jälkeen metakoliinia jaetaan neljänä kumulatiivisena annoksena: 0,015 mg, 0,045 mg, 0,18 mg, 0,72 mg. Metakoliinipohjaista provokaatiotestiä (MBPT) jatketaan 2 minuutin välein inhalaatioiden välillä, kunnes pakotetun uloshengityksen tilavuus 1 sekunnissa (FEV1) laskee ≥20 %. Provokatiivinen annos (PD20) lasketaan lineaarisella interpoloinnilla log-annos-vaste-käyrällä (13).
• verinäytteessä (5 ml näytettä): tryptaasi, lipoksiini A4 seerumipitoisuudet
• myös tässä tutkimuksessa verinäyte otetaan ennen altistusta ja sen jälkeen yhdessä uloshengitetyn hengityksen kondensaattinäytteen kanssa tulehduksen merkkiaineiden (kuten interleukiini (IL)-1a, IL-2, IL-5, IL-6, IL) havaitsemiseksi. -8, IL-9, IL-12p70, IL-13, IL-17, IL-22, monosyyttien kemoattraktanttiproteiini yksi (MCP1), toll-like reseptori 2 (TLR2), makrofagien tulehdusproteiini yksi alfa (MIP1a), verihiutale johdettu kasvutekijä (PDGFBB), metalloproteinaasi 2:n (TIMP2) kudosinhibiittori, tuumorinekroositekijä alfa (TNFalpha), C-reaktiivinen proteiini (CRP), transformoiva kasvutekijä beeta yksi (TGF-b1), kateenkorvan stroomalymfopoietiini (TSLP) - ELISA ja kysteinyylileukotrieenit, leukotrieeni B4 (LTB4), prostaglandiini E2 - korkeapainenestekromatografia ((PGE2-HPLC))/massaspektrometria).

Merkitys:

Käytännön arviointi/Ehdotetun tutkimuksen tulokset antavat meille mahdollisuuden arvioida harjoituksen aiheuttaman bronkokonstriktion (EIB) esiintyvyyttä ja määritellä tulehdustausta koululaisilla. Koulupoissaolot, sairastuvuus ja fyysiseen aktiivisuuteen vaikuttavat rinnakkaissairaudet varmistetaan ja diagnosoimattomat potilaat hoidetaan. Varmistetaan ympäristötekijöiden (tupakanpoltto, liikuntatyyppi, kuntosalin lämpötila ja kosteus) ja yksilöllisten (ikä, sukupuoli, atopia, liikalihavuus, toistuvat hengitystietulehdukset, kroonisten sairauksien esiintyminen) merkitys.

Uudet havainnot/tutkimuksen tärkeimmät havainnot mahdollistavat EIP:n primaariehkäisymenetelmien määrittelemisen ilman liikunnan välttämistä ja uusia suosituksia EIB:n hoidosta lapsille:

1. EIB-seulonta todellisessa live-ympäristössä (koulun harjoitustunnin aikana) varmistettu standardoidulla harjoitustestillä klinikalla
2. EIP:n yksilö- ja ympäristöriskitekijöiden määrittely koululaisilla
3. Tulehdusmerkkien kinetiikka (uloshengitetyssä hengityksen kondensaatissa ja seerumissa) rasitustestin aikana
4. EIB-potilaiden kliinisen ja tulehdusprofiilin monimutkainen arviointi, joilla on astma tai ilman sitä.

Alan havainnot/Tulehdusmarkkerien määrittäminen EIB:ssä ja mahdolliset erot astmaattisten ja ei-astmaisten lasten välillä, joilla on/ei EIB.

Vaikutukset/Projektin tavoitteena on määrittää harjoituksen aiheuttaman bronkokonstriktion (EIB) esiintyvyys ja tulehdustausta koululaisilla sekä yksilölliset ja ympäristölliset riskitekijät EIB:lle. Saadut tulokset antavat objektiivisia mittauksia biologisista prosesseista, jotka johtavat keuhkoputkien supistumiseen harjoituksen aikana, kuten voidaan luonnollisesti kokea kouluelämän aikana. Tuloksia voitaisiin soveltaa EIB-potilaiden hoidossa, joilla on astma tai ei. Suunniteltujen tutkimusten tulokset julkaistaan ​​kansallisesti ja kansainvälisesti vaikuttavissa aikakauslehdissä ja esitellään symposiumeissa ja konferensseissa.