Woodsmoke Particulate + hypertone zoutoplossing (Smokeysal)

Militaire inzet wordt in verband gebracht met blootstelling aan nieuwe deeltjes (PM), zoals uit brandwonden, aeroallergenen en toegenomen sigarettenconsumptie. Oorlogsstrijders die aan deze inhalatieblootstellingen worden blootgesteld, vertonen onmiddellijke en chronische respiratoire morbiditeit. Geënquêteerd militair personeel in zowel de Republiek Korea (ROK) als Kabul, Afghanistan, meldde bijvoorbeeld een algemene toename van respiratoire morbiditeit, waaronder astma en chronische bronchitis, in verband met hun inzet. Luchtverontreinigingen in het ROK werden gekenmerkt door verhoogde niveaus van zowel PM 0,5-2,5 als PM 2,5-10. Evenzo werden blootstellingen in Kabul gekenmerkt door meerdere blootstellingen aan PM in de lucht, waaronder die van brandkuilen. Burn pit PM omvat metalen, bioaerosolen, organische bijproducten en verbrandingsdeeltjes van biomassa. Deze bevindingen geven aan dat geïnhaleerde PM een waarschijnlijke oorzaak is van respiratoire morbiditeit in het veld.

Ontsteking is een belangrijke eerste reactie op ingeademde deeltjes. Houtrookdeeltjes (WSP) dienen als modelmiddel om PM-geïnduceerde bronchitis te bestuderen. WSP-inhalatie genereert reactieve oxidant (en nitrosatieve) soorten die lokaal letsel veroorzaken aan luchtwegepitheelcellen en het vrijkomen van schade-geassocieerde moleculaire patronen (DAMP's) die toll-like receptoren (TLR) en interleukine 1 (IL-1)-gemedieerde aangeboren immuun activeren reacties door residente luchtwegmacrofagen. Verontreiniging van PM met bioaerosolen, die lipopolysaccharide (LPS) bevatten, activeert ook aangeboren immuunresponsen door toll-like receptor 4 (TLR4) activering van residente luchtwegmacrofagen. Deze complementaire processen resulteren in rekrutering van neutrofielen (PMN), die luminale luchtwegontsteking mediëren met het vrijkomen van toxische mediatoren zoals neutrofiele elastase en myeloperoxidase die acute en chronische bronchitis bevorderen.

Daarom moet de beperking van PM-geïnduceerde neutrofiele ontsteking van de luchtwegen een belangrijk aandachtspunt zijn om de respiratoire morbiditeit van militair personeel te verminderen. De onderzoekers hebben een aantal pro-inflammatoire geïnhaleerde middelen bestudeerd, zoals vernevelde LPS, ozon (O3) en WSP, als modellen van acute neutrofiele bronchitis waartegen een aantal therapeutische middelen kunnen worden getest. Hiertoe hebben de onderzoekers gemeld dat geïnhaleerd fluticason O3-geïnduceerde en LPS-geïnduceerde neutrofiele ontsteking remt, en dat parenterale anakinra en oraal gamma-tocoferol neutrofiele reacties op geïnhaleerde LPS remmen. Naast middelen met inherente ontstekingsremmende en antioxiderende eigenschappen, is snelle verwijdering van geïnhaleerde deeltjes van luchtwegoppervlakken een aanvullende benadering om PM-geïnduceerde luchtwegontsteking te verminderen. Dit kan worden beoordeeld door de mucociliaire klaring (MCC) te meten.

MCC is afhankelijk van luchtwegsecretiecellen en submucusklieren die een mucinerijke vloeistoflaag op het luchtwegoppervlak produceren en trilharencellen die slijm hydrateren en uit de longen naar de bovenste luchtwegen stuwen. De mate van MCC is afhankelijk van de ciliaire slagfrequentie, hydratatie en de reologische eigenschappen van slijm. In-vitro-onderzoeken hebben aangetoond dat HS, door een osmotisch effect op luchtwegoppervlakken, de hydratatie en reologische eigenschappen van slijm verbetert, en het slijmtransport versnelt. Bovendien hebben de gegevens van de afgelopen 30 jaar aangetoond dat geïnhaleerde hypertone zoutoplossing (HS) plus hoest de meest effectieve methode is om de bronchiale luchtwegen acuut te zuiveren van ingeademde, neergeslagen deeltjes. Het gecombineerde effect is groter dan HS of alleen hoesten. In de studies van astmapatiënten onderzochten de onderzoekers het vermogen van een enkele HS-behandeling met een gecoachte hoestmanoeuvre om radioactief gemerkte Tc99m-zwavelcolloïdedeeltjes uit de luchtwegen te verwijderen na blootstelling aan LPS. Na HS-inhalatie- en hoestmanoeuvres ontwikkeld om sputummonsters voor analyse terug te winnen, zagen de onderzoekers een snelle klaring van> 50% van de ingeademde radioactief gelabelde deeltjes. De onderzoekers veronderstellen dat als andere pro-inflammatoire deeltjes (PM's, brandputdeeltjes) op dezelfde manier zouden worden verwijderd via HS-geïnduceerde versnelling van MCC kort na blootstelling, er een vermindering zou zijn van acute PM-geïnduceerde ontsteking. In deze studie zullen de onderzoekers dus de effectiviteit beoordelen van geïnhaleerde 5% HS, een dosis die goed wordt verdragen door astmapatiënten bij aanvang en na geïnhaleerde LPS / allergeenuitdagingen voor sputuminductie, bij het verminderen van WSP-geïnduceerde neutrofiele ontsteking van de luchtwegen bij gezonde vrijwilligers. Normale zoutoplossing 0,9% (NS) zal in dit onderzoek niet als placebobehandeling worden gebruikt, aangezien inademing van NS zelf de reologische eigenschappen van slijm en MCC beïnvloedt en dus geen geschikte placebo zou zijn. De onderzoekers zullen daarom behandeling met 5% HS vergelijken met geen behandeling na blootstelling aan WSP.