Particolato di fumo di legna + soluzione salina ipertonica (Smokeysal)

Il dispiegamento militare è associato all'esposizione a nuove sostanze particellari (PM), ad esempio da fosse di combustione, aeroallergeni e aumento del consumo di sigarette. I combattenti di guerra esposti a queste esposizioni inalatorie mostrano morbilità respiratoria immediata e cronica. Ad esempio, il personale del servizio militare intervistato sia nella Repubblica di Corea (ROK) che a Kabul, in Afghanistan, ha riportato un aumento generale della morbilità respiratoria, tra cui asma e bronchite cronica, associata al loro dispiegamento. I contaminanti dell'aria nella ROK erano caratterizzati da livelli elevati sia di PM 0,5-2,5 che di PM 2,5-10. Allo stesso modo, le esposizioni a Kabul sono state caratterizzate da molteplici esposizioni di PM nell'aria, comprese quelle da fosse di combustione. Burn pit PM include metalli, bioaerosol, sottoprodotti organici e particelle di combustione di biomassa. Questi risultati indicano che il PM inalato è una probabile causa di morbilità respiratoria sul campo.

L'infiammazione è una risposta iniziale chiave alle particelle inalate. Le particelle di fumo di legno (WSP) servono come agente modello per studiare la bronchite indotta da PM. L'inalazione di WSP genera specie ossidanti reattive (e nitrosative) che causano lesioni locali delle cellule epiteliali delle vie aeree e il rilascio di modelli molecolari associati al danno (DAMP) che attivano i recettori toll-like (TLR) e l'immunità innata mediata dall'interleuchina 1 (IL-1) risposte dei macrofagi delle vie aeree residenti. La contaminazione del PM con bioaerosol, che contengono lipopolisaccaride (LPS), attiva anche risposte immunitarie innate attraverso l'attivazione del recettore toll-like 4 (TLR4) dei macrofagi delle vie aeree residenti. Questi processi complementari determinano il reclutamento di neutrofili (PMN), che mediano l'infiammazione delle vie aeree luminali con il rilascio di mediatori tossici come l'elastasi neutrofila e la mieloperossidasi che promuovono la bronchite acuta e cronica.

Pertanto, la mitigazione dell'infiammazione neutrofila delle vie aeree indotta da PM dovrebbe essere un obiettivo chiave per ridurre la morbilità respiratoria del personale militare. I ricercatori hanno studiato una serie di agenti pro-infiammatori inalati, come LPS nebulizzato, ozono (O3) e WSP, come modelli di bronchite neutrofila acuta contro cui testare una serie di agenti terapeutici. A tal fine, i ricercatori hanno riferito che il fluticasone inalato inibisce l'infiammazione neutrofila indotta da O3 e LPS e che l'anakinra parenterale e il gamma-tocoferolo orale inibiscono le risposte neutrofile all'LPS inalato. Oltre agli agenti con proprietà antinfiammatorie e antiossidanti intrinseche, la rapida rimozione delle particelle inalate dalle superfici delle vie aeree è un approccio complementare per ridurre l'infiammazione delle vie aeree indotta da PM. Questo può essere valutato attraverso la misurazione della clearance mucociliare (MCC).

Il MCC dipende dalle cellule secretorie delle vie aeree e dalle ghiandole sottomucose che producono uno strato fluido ricco di mucina sulla superficie delle vie aeree e dalle cellule ciliate che idratano e spingono il muco fuori dal polmone e nelle vie aeree superiori. I tassi di MCC dipendono dalla frequenza del battito ciliare, dall'idratazione e dalle proprietà reologiche del muco. Studi in vitro hanno dimostrato che l'HS, attraverso un effetto osmotico sulle superfici delle vie aeree, ha migliorato l'idratazione e le proprietà reologiche del muco e ha accelerato la velocità di trasporto del muco. Inoltre, i dati degli ultimi 30 anni hanno dimostrato che la soluzione salina ipertonica inalata (HS) più la tosse è il metodo più efficace per eliminare in modo acuto le vie aeree bronchiali dalle particelle depositate inalate. L'effetto combinato è maggiore dell'HS o della sola tosse. Negli studi sugli asmatici, i ricercatori hanno esaminato la capacità di un singolo trattamento dell'HS con una manovra di tosse allenata di eliminare acutamente le particelle colloidali di zolfo Tc99m radiomarcate dalle vie aeree dopo l'esposizione a LPS. Dopo l'inalazione di HS e le manovre di rimozione della tosse sviluppate per recuperare campioni di espettorato per l'analisi, i ricercatori hanno osservato una rapida rimozione di> 50% delle particelle radiomarcate inalate. I ricercatori ipotizzano che se altre particelle pro-infiammatorie (PM, particelle di fossa bruciata) fossero eliminate in modo simile tramite l'accelerazione indotta da HS del MCC poco dopo l'esposizione, ci sarebbero riduzioni dell'infiammazione acuta indotta da PM. Pertanto, in questo studio, i ricercatori valuteranno l'efficacia dell'HS al 5% inalato, una dose ben tollerata dagli asmatici al basale e dopo l'inalazione di LPS/allergene per l'induzione dell'espettorato, nel mitigare l'infiammazione neutrofila delle vie aeree indotta da WSP in volontari sani. La soluzione salina normale allo 0,9% (NS) non verrà utilizzata come trattamento placebo in questo studio, poiché l'inalazione di NS stesso influisce sulle proprietà reologiche del muco e del MCC e quindi non sarebbe un placebo adatto. Gli investigatori, pertanto, confronteranno il trattamento con il 5% di HS con il non ricevere alcun trattamento dopo l'esposizione a WSP.