Woodsmoke Particulate + Hypertona saltlösning (Smokeysal)

Militär insats är förknippad med exponering för nya partiklar (PM), såsom från brännskador, aeroallergener och ökad cigarettkonsumtion. Krigskämpar som utsätts för dessa inhalationsexponeringar uppvisar omedelbar och kronisk andningssjuklighet. Till exempel rapporterade militärtjänstpersonal som undersöktes i både Republiken Korea (ROK) och Kabul, Afghanistan en allmän ökning av respiratorisk sjuklighet, inklusive astma och kronisk bronkit, i samband med deras utplacering. Luftföroreningar i ROK kännetecknades av förhöjda halter av både PM 0,5-2,5 och PM 2,5-10. På liknande sätt kännetecknades exponeringarna i Kabul av flera luftburna exponeringar för partiklar, inklusive exponeringar från bränngropar. Burn pit PM inkluderar metaller, bioaerosoler, organiska biprodukter och biomassaförbränningspartiklar. Dessa fynd tyder på att inhalerad PM är en trolig orsak till andningssjuklighet i fält.

Inflammation är en viktig initial reaktion på inhalerade partiklar. Trärökspartiklar (WSP) fungerar som ett modellmedel för att studera PM-inducerad bronkit. WSP-inhalation genererar reaktiva oxiderande (och nitrosativa) arter som orsakar lokal skada på luftvägsepitelceller och frisättning av skadeassocierade molekylära mönster (DAMPs) som aktiverar toll-like receptors (TLR) och interleukin 1 (IL-1)-medierat medfödda immunförsvar. svar från inhemska luftvägsmakrofager. Kontaminering av PM med bioaerosoler, som innehåller lipopolysackarid (LPS), aktiverar också medfödda immunsvar genom aktivering av tollliknande receptor 4 (TLR4) av inhemska luftvägsmakrofager. Dessa komplementära processer resulterar i rekrytering av neutrofiler (PMN), som medierar luminal luftvägsinflammation med frisättning av toxiska mediatorer såsom neutrofil elastas och myeloperoxidas som främjar akut och kronisk bronkit.

Därför bör minskning av PM-inducerad neutrofil luftvägsinflammation vara ett nyckelfokus för att minska respiratorisk sjuklighet hos militär personal. Utredarna har studerat ett antal pro-inflammatoriska inhalationsmedel, såsom nebuliserad LPS, ozon (O3) och WSP, som modeller för akut neutrofil bronkit mot vilka man kan testa ett antal terapeutiska medel. För detta ändamål har utredarna rapporterat att inhalerad flutikason hämmar O3-inducerad och LPS-inducerad neutrofil inflammation, och att parenteral anakinra och oral gamma-tokoferol hämmar neutrofila svar på inhalerad LPS. Förutom medel med inneboende antiinflammatoriska och antioxiderande egenskaper, är snabb eliminering av inhalerade partiklar från luftvägsytor en komplementär metod för att minska PM-inducerad luftvägsinflammation. Detta kan bedömas genom mätning av mucociliary clearance (MCC).

MCC är beroende av luftvägssekretoriska celler och submukosala körtlar som producerar ett mucinrikt vätskelager på luftvägsytan och cilierade celler som återfuktar och driver slem ut ur lungan och in i de övre luftvägarna. MCC-frekvensen beror på frekvens av ciliärslag, hydrering och de reologiska egenskaperna hos slem. In vitro-studier har visat att HS, genom en osmotisk effekt på luftvägsytor, förbättrade hydrering och reologiska egenskaper för slem, och accelererade slemtransporthastigheter. Dessutom har data från de senaste 30 åren visat att inhalerad hypertonisk koksaltlösning (HS) plus hosta är den mest effektiva metoden för att akut rensa luftvägarna i luftrören från inhalerade, avsatta partiklar. Den kombinerade effekten är större än antingen HS eller hosta enbart. I studier av astmatiker undersökte forskarna förmågan hos en enda HS-behandling med en coachad hostmanöver att akut rensa radiomärkta Tc99m svavelkolloidpartiklar från luftvägarna efter LPS-exponering. Efter HS-inhalations- och hostrensningsmanövrar som utvecklats för att återvinna sputumprover för analys, observerade utredarna ett snabbt clearance på >50 % av de inhalerade radiomärkta partiklarna. Utredarna antar att om andra pro-inflammatoriska partiklar (PMs, burn pit partiklar) rensades på liknande sätt via HS-inducerad acceleration av MCC kort efter exponering, skulle det finnas minskningar av akut PM-inducerad inflammation. I denna studie kommer utredarna således att bedöma effektiviteten av inhalerad 5 % HS, en dos som tolereras väl av astmatiker vid baslinjen och efter inhalerad LPS/allergenutmaning för sputuminduktion, för att mildra WSP-inducerad neutrofil inflammation i luftvägarna hos friska frivilliga. Normal saltlösning 0,9 % (NS) kommer inte att användas som placebobehandling i denna studie, eftersom inandning av NS i sig påverkar de reologiska egenskaperna hos slem och MCC och därför inte skulle vara en lämplig placebo. Utredarna kommer därför att jämföra behandling med 5 % HS med att ingen får någon behandling efter WSP-exponering.