Woodsmoke Particulate + hypertoninen suolaliuos (Smokeysal)

Sotilaallinen käyttö liittyy altistumiseen uusille hiukkasille (PM), kuten palovammoista, aeroallergeeneille ja lisääntyneeseen savukkeiden kulutukseen. Näille hengitysteitse altistuneilla sotataistelijoilla esiintyy välitöntä ja kroonista hengityselinsairauksia. Esimerkiksi sekä Korean tasavallassa (ROK) että Kabulissa Afganistanissa tutkitut sotilashenkilöstö raportoi yleisestä hengitystiesairauksien, mukaan lukien astman ja kroonisen keuhkoputkentulehduksen, lisääntymisestä heidän lähettämiseensä liittyen. ROK:n ilman epäpuhtauksille oli ominaista sekä PM 0,5-2,5 että PM 2,5-10 kohonneet tasot. Samoin Kabulin altistuksille oli tunnusomaista useat ilmassa kulkevat hiukkaspäästöt, mukaan lukien palokuopat. Polttokuoppa PM sisältää metalleja, bioaerosoleja, orgaanisia sivutuotteita ja biomassan palamishiukkasia. Nämä havainnot osoittavat, että hengitetty PM on todennäköinen hengitystiesairauksien aiheuttaja kentällä.

Tulehdus on ensisijainen reaktio sisäänhengitetyille hiukkasille. Puusavupartikkelit (WSP) toimivat malliaineena PM:n aiheuttaman keuhkoputkentulehduksen tutkimisessa. WSP-inhalaatio synnyttää reaktiivisia hapettimia (ja nitrosoivia) lajeja, jotka aiheuttavat paikallisia hengitysteiden epiteelisolujen vaurioita ja vaurioihin liittyvien molekyylikuvioiden (DAMP) vapautumista, jotka aktivoivat maksun kaltaisia ​​reseptoreita (TLR) ja interleukiini 1:n (IL-1) välittämää synnynnäistä immuunijärjestelmää hengitysteiden paikallisten makrofagien vasteet. PM:n kontaminaatio bioaerosoleilla, jotka sisältävät lipopolysakkarideja (LPS), aktivoi myös synnynnäisiä immuunivasteita paikallisten hengitysteiden makrofagien maksullisen reseptorin 4 (TLR4) aktivoitumisen kautta. Nämä täydentävät prosessit johtavat neutrofiilien (PMN) värväämiseen, jotka välittävät luminaalista hengitysteiden tulehdusta ja vapauttavat myrkyllisiä välittäjäaineita, kuten neutrofiilien elastaasia ja myeloperoksidaasia, jotka edistävät akuuttia ja kroonista keuhkoputkentulehdusta.

Siksi PM:n aiheuttaman hengitysteiden neutrofiilisen tulehduksen lieventämisen tulisi olla keskeisessä asemassa sotilashenkilöstön hengitystiesairauksien vähentämiseksi. Tutkijat ovat tutkineet useita tulehdusta edistäviä inhaloitavia aineita, kuten sumutettua LPS:ää, otsonia (O3) ja WSP:tä akuutin neutrofiilisen keuhkoputkentulehduksen malleina, joita vastaan ​​on testattu useita terapeuttisia aineita. Tätä varten tutkijat ovat raportoineet, että inhaloitu flutikasoni estää O3:n ja LPS:n aiheuttamaa neutrofiilistä tulehdusta ja että parenteraalinen anakinra ja oraalinen gamma-tokoferoli estävät neutrofiilisiä vasteita sisäänhengitetylle LPS:lle. Niiden aineiden lisäksi, joilla on luontaisia ​​anti-inflammatorisia ja antioksidanttisia ominaisuuksia, hengitettyjen hiukkasten nopea puhdistuminen hengitysteiden pinnoilta on täydentävä lähestymistapa PM:n aiheuttaman hengitystietulehduksen vähentämiseen. Tämä voidaan arvioida mittaamalla mukosiliaarista puhdistumaa (MCC).

MCC on riippuvainen hengitysteiden erityssoluista ja limakalvonalaisista rauhasista, jotka tuottavat runsaasti musiinia sisältävän nestekerroksen hengitysteiden pinnalle, ja värekarvasoluista, jotka hydratoivat ja kuljettavat limaa ulos keuhkoista ylähengitysteihin. MCC:n nopeudet riippuvat ciliaarisen lyöntitiheydestä, hydraatiosta ja liman reologisista ominaisuuksista. In vitro -tutkimukset ovat osoittaneet, että HS osmoottisen vaikutuksen kautta hengitysteiden pintoihin paransi kosteutta ja liman reologisia ominaisuuksia ja nopeutti liman kuljetusnopeuksia. Lisäksi viimeisten 30 vuoden ajalta saadut tiedot ovat osoittaneet, että inhaloitava hypertoninen suolaliuos (HS) ja yskä ovat tehokkain tapa puhdistaa akuutisti keuhkoputkien hengitysteitä sisäänhengitetyistä, kerrostuneista hiukkasista. Yhteisvaikutus on suurempi kuin joko HS tai yskä yksinään. Astmapotilaiden tutkimuksissa tutkijat tutkivat yksittäisen HS-hoidon kykyä valmentamalla yskimisliikkeellä poistaa akuutisti radioleimattuja Tc99m rikkikolloidihiukkasia hengitysteistä LPS-altistuksen jälkeen. HS-inhalaatio- ja yskänpuhdistustoimenpiteiden jälkeen, jotka oli kehitetty yskösnäytteiden keräämiseksi analysointia varten, tutkijat havaitsivat nopean >50 %:n puhdistuman sisäänhengitetyistä radioleimatuista hiukkasista. Tutkijat olettavat, että jos muut tulehdusta edistävät hiukkaset (PM:t, palovammahiukkaset) poistettaisiin samalla tavalla HS:n aiheuttaman MCC:n kiihtyvyyden kautta pian altistuksen jälkeen, akuutti PM-indusoitu tulehdus vähenisi. Siten tässä tutkimuksessa tutkijat arvioivat sisäänhengitetyn 5 % HS:n tehokkuutta, astmaatikoiden hyvin sietämän annoksen lähtötilanteessa ja inhaloidun LPS/allergeenihaasteen jälkeen ysköksen induktiossa WSP:n aiheuttaman hengitysteiden neutrofiilisen tulehduksen lievittämisessä terveillä vapaaehtoisilla. Normaalia 0,9-prosenttista suolaliuosta (NS) ei käytetä lumelääkkeenä tässä tutkimuksessa, koska NS:n hengittäminen itsessään vaikuttaa liman ja MCC:n reologisiin ominaisuuksiin, joten se ei olisi sopiva lumelääke. Siksi tutkijat vertaavat hoitoa 5-prosenttisella HS:llä ilman hoitoa WSP-altistuksen jälkeen.