Cząsteczki dymu drzewnego + hipertoniczna sól fizjologiczna (Smokeysal)

Rozmieszczenie wojsk wiąże się z narażeniem na nowe cząstki stałe (PM), takie jak z dołów paleniskowych, alergeny wziewne i zwiększone spożycie papierosów. Bojownicy narażeni na te narażenia inhalacyjne wykazują natychmiastową i przewlekłą chorobę układu oddechowego. Na przykład personel wojskowy przebadany zarówno w Republice Korei (ROK), jak i Kabulu w Afganistanie zgłosił ogólny wzrost zachorowań na choroby układu oddechowego, w tym astmę i przewlekłe zapalenie oskrzeli, związany z ich rozmieszczeniem. Zanieczyszczenia powietrza w Republice Korei charakteryzowały się podwyższonymi poziomami zarówno PM 0,5-2,5, jak i PM 2,5-10. Podobnie ekspozycje w Kabulu charakteryzowały się wielokrotnymi ekspozycjami na pył zawieszony w powietrzu, w tym z dołów do spalania. Pył po spalaniu obejmuje metale, bioaerozole, organiczne produkty uboczne i cząstki spalania biomasy. Odkrycia te wskazują, że wdychany PM jest prawdopodobną przyczyną zachorowań na choroby układu oddechowego w terenie.

Zapalenie jest kluczową początkową reakcją na wdychane cząstki stałe. Cząsteczki dymu drzewnego (WSP) służą jako czynnik modelowy do badania zapalenia oskrzeli wywołanego PM. Wdychanie WSP generuje reaktywne utleniacze (i nitrozujące), które powodują miejscowe uszkodzenie komórek nabłonka dróg oddechowych i uwalnianie związanych z uszkodzeniem wzorców molekularnych (DAMP), które aktywują receptory toll-like (TLR) i wrodzoną odporność, w której pośredniczy interleukina 1 (IL-1) reakcje rezydujących makrofagów w drogach oddechowych. Zanieczyszczenie PM bioaerozolami, które zawierają lipopolisacharydy (LPS), również aktywuje wrodzone odpowiedzi immunologiczne poprzez aktywację receptora toll-like 4 (TLR4) rezydujących makrofagów w drogach oddechowych. Te uzupełniające się procesy skutkują rekrutacją neutrofili (PMN), które pośredniczą w zapaleniu światła dróg oddechowych z uwolnieniem toksycznych mediatorów, takich jak elastaza neutrofilowa i mieloperoksydaza, które sprzyjają ostremu i przewlekłemu zapaleniu oskrzeli.

Dlatego łagodzenie wywołanego przez PM neutrofilowego zapalenia dróg oddechowych powinno być kluczowym celem w celu zmniejszenia zachorowalności na choroby układu oddechowego personelu wojskowego. Badacze zbadali szereg prozapalnych środków wziewnych, takich jak nebulizowany LPS, ozon (O3) i WSP, jako modele ostrego neutrofilowego zapalenia oskrzeli, przeciwko którym można przetestować szereg środków terapeutycznych. W tym celu badacze donieśli, że wziewny flutikazon hamuje zapalenie neutrofilowe wywołane przez O3 i LPS, a pozajelitowa anakinra i doustny gamma-tokoferol hamują reakcje neutrofilowe na wziewny LPS. Oprócz środków o nieodłącznych właściwościach przeciwzapalnych i przeciwutleniających, szybkie usuwanie wdychanych cząstek z powierzchni dróg oddechowych jest uzupełniającym podejściem do zmniejszania zapalenia dróg oddechowych wywołanego PM. Można to ocenić poprzez pomiar klirensu śluzowo-rzęskowego (MCC).

MCC jest zależne od komórek wydzielniczych dróg oddechowych i gruczołów podśluzówkowych, które wytwarzają warstwę płynu bogatą w mucynę na powierzchni dróg oddechowych i komórek rzęskowych, które nawilżają i wypychają śluz z płuc do górnych dróg oddechowych. Wskaźniki MCC zależą od częstotliwości uderzeń rzęsek, nawodnienia i właściwości reologicznych śluzu. Badania in vitro wykazały, że HS, poprzez działanie osmotyczne na powierzchnie dróg oddechowych, poprawia uwodnienie i właściwości reologiczne śluzu oraz przyspiesza tempo transportu śluzu. Ponadto dane z ostatnich 30 lat wykazały, że wdychanie hipertonicznej soli fizjologicznej (HS) w połączeniu z kaszlem jest najskuteczniejszą metodą doraźnego oczyszczania oskrzeli z wdychanych, osadzonych cząstek. Połączony efekt jest większy niż sam HS lub kaszel. W badaniach astmatyków badacze zbadali zdolność pojedynczego leczenia HS z wyuczonym manewrem kaszlu do ostrego usuwania radioznakowanych cząstek koloidu siarki Tc99m z dróg oddechowych po ekspozycji na LPS. Po inhalacji HS i manewrach usuwania kaszlu opracowanych w celu pobrania próbek plwociny do analizy, badacze zaobserwowali szybki klirens > 50% wdychanych cząstek znakowanych radioaktywnie. Badacze postawili hipotezę, że gdyby inne cząsteczki prozapalne (PM, cząstki po oparzeniach) zostały usunięte podobnie poprzez przyspieszenie MCC wywołane przez HS wkrótce po ekspozycji, nastąpiłoby zmniejszenie ostrego zapalenia wywołanego przez PM. Dlatego w tym badaniu badacze ocenią skuteczność wziewnego 5% HS, dawki dobrze tolerowanej przez astmatyków na początku badania i po prowokacji wziewnej LPS/alergenem w celu wywołania plwociny, w łagodzeniu wywołanego przez WSP neutrofilowego zapalenia dróg oddechowych u zdrowych ochotników. Sól fizjologiczna 0,9% (NS) nie będzie stosowana jako placebo w tym badaniu, ponieważ inhalacja samego NS wpływa na właściwości reologiczne śluzu i MCC, a zatem nie byłaby odpowiednim placebo. W związku z tym badacze porównają leczenie z 5% HS z brakiem leczenia po ekspozycji na WSP.