点 肺药 2090 - 1844 2090 - 1836 Hindawi出版公司 291375年 10.1155 / 2013/291375 291375年 研究文章 背心胸部物理治疗气道间隙与一氧化氮代谢有关 Sisson 约瑟夫H。 1 怀亚特 托德。 1、2、3 立克 杰奎琳。 1 Sarna Pawanjit年代。 1 墨菲 彼得·J。 1 奇怪的 查理 1 肺、急救护理、睡眠和过敏 内科 内布拉斯加州大学医学中心 奥马哈 NE 68198 - 5910 美国 unmc.edu 2 研究服务 退伍军人事务部Omaha-Western爱荷华州的医疗保健系统 伍尔沃斯大街4101号 奥马哈 东北68105年 美国 va.gov 3 环境、农业和职业健康 公共卫生学院 内布拉斯加州大学医学中心 奥马哈 NE 68198 - 7850 美国 unmc.edu 2013年 21 11 2013年 2013年 18 07年 2013年 01 10 2013年 02 10 2013年 2013年 版权©2013年约瑟夫·h·Sisson et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

背景。背心胸部物理治疗(VCPT)增强气道间隙在囊性纤维化(CF)由一个未知的机制。因为纤毛对一氧化氮(NO)敏感,我们假设VCPT提高间隙通过改变没有新陈代谢。 方法。正常人和稳定的CF受试者和post-VCPT气道间隙评估使用鼻糖精渡越时间(NSTT)其次是一组呼出的气息凝结(EBC)分析没有代谢物( 没有 x )。 结果。VCPT卖空NSTT 35%在正常和稳定的CF受试者观察两组之间没有差别。EBC 没有 x 浓度下降68%后对照组VCPT(之前= 115±32 μM = 37后和±17 μM; P < 0.002 )。CF受试者EBC低趋势 没有 x 。 结论。我们发现VCPT-stimulated间隙之间的关联中,然后被呼出来 没有 x 在人类受试者的水平。我们推测,VCPT刺激间隙通过增加新陈代谢。

 1。介绍

冲击胸部物理治疗(CPT)是主要的治疗病人使用方便清除气道分泌物与囊性纤维化(CF)或其它原因造成的支气管扩张。病人在历史上使用各种形式的鼓掌或机械冲击来做到这一点。大量的设备,统称为背心胸部物理治疗(VCPT),现在可以使用,允许患者进行气道间隙如果没有一个人应用治疗( 1]。几项研究证明胸部物理治疗的优越性在没有胸部物理治疗对临床结果( 2]。胸部物理治疗增加粘液清除粘液量测量(评估的 3]。

冲击胸部物理疗法的机理模式加强气道间隙是未知的。临床医生假设冲击和震动放松附着气道黏液和生物膜的表面,使咳嗽清除更容易从航空公司删除它们。另外,一些调查表明,某些组织类型的机械刺激导致上皮细胞释放的增加没有( 4]。

因为机械刺激增加没有释放和气道间隙( 5),我们假设VCPT改变代谢不,以氮的氧化物( 没有 x )释放人类的呼吸道,与增强气道间隙。为了测试这些假设,我们测量鼻糖精(NSTT)和运输时间 没有 x 在呼出的气息凝结(EBC)在主题没有CF,之前和之后的治疗VCPT。

 2。材料和方法

本研究进行了内布拉斯加州大学医学中心(UNMC),内布拉斯加州的奥马哈市,和UNMC机构审查委员会批准。从每个主题获得了知情同意。

2.1。实验设计

图中概述的研究的协议 1。控制患者正常健康成人志愿者年龄在19 - 65年健康(表 1)。病人能胜任包容如果他们有记录诊断囊性纤维化,残大于60%,19 - 65岁的成年人。大多数的CF患者组已经暴露在背心理疗在过去,但经历了一个治疗24小时内参与这项研究。所有的病人和对照组弃权喝酒前至少24小时学习。对照组被排除在外,如果他们有一个肺或鼻窦疾病的历史,曾经吸烟,或怀孕。CF受试者排除如果他们是烟民,怀孕,或急性肺疾病的恶化的证据。对我们的研究的目的,我们定义了一个CF肺恶化增加咳嗽、痰、或新的呼吸困难或其他足以证明急性症状用抗生素治疗由任何路线。

研究人口。

正常的课程( n = 11 ) 囊性纤维化科目( n = 9 )
男性 6 4
女 5 5
年龄 30-51 21-44

图的研究设计。

2.2。主题选择和注册

我们征求患者参与的研究在常规访问周期CF护理。病人被允许参与只有他们和他们的治疗医生同意,他们附近基线与没有证据表明CF肺的健康状况恶化或其他急性疾病( 6]。我们进行这项研究的四个月。

知情同意后,受试者接受鼻糖精渡越时间(NSTT)测试(见下文),紧随其后的是一个集合pre-percussion呼出的气息凝结在潮汐呼吸(EBC) 10分钟。每个主题进行了VCPT /协议下面。post-NSTT过程紧随postpercussion EBC 10分钟的集合,在相同的方式prepercussion收集和测试(但在相反的顺序;图 1)。

 2.3。鼻糖精渡越时间

下直接可视化、糖精的粒子(5毫克)测量直径大约0.5毫米被放置到一个下鼻甲骨的每个参与者所描述( 7]。时间从糖精粒子的位置被记录到第一个甜蜜的滋味。测量之前和之后执行NSTT VCPT。

 2.4。呼出的气息凝结

呼出气息冷凝收集的样本潮汐呼吸10分钟EcoScreen, (Jaeger、维尔茨堡、德国)冷却系统形成冷凝水。防止污染鼻呼吸,鼻夹EBC的整个集合。样品被分成500 μL整除和存储在−70°C一氧化氮日后分析( 8]。

 2.5。背心胸部物理治疗

受试者接受了20分钟VCPT会话模型104 Air-Pulse发生器(Hill-Rom企业、圣保罗、锰)。背心是迅速充气和放气以最大耐受pressureat 20分钟10 - 15赫兹的频率。

 2.6。测量< inline-formula > < mml:数学xmlns: mml = " http://www.w3.org/1998/Math/MathML " id = " M10 " > < mml: mrow > < mml: msub > < mml: mrow > < mml:多行文字>没有< / mml:多行文字> < / mml: mrow > < mml: mrow > < mml: mi > x < / mml: mi > < / mml: mrow > < / mml: msub > < / mml: mrow > < / mml:数学> < / inline-formula >

氮的氧化物的测定冻EBC样品使用西弗斯诺亚280化学发光分析仪(通用分析仪器,博尔德有限公司)。分析仪使用氯化还原钒转化 没有 x 一氧化氮。在此系统中,亚硝酸盐和硝酸盐是化验,转换产品没有呼出的气息。计算 没有 x 浓度的标准曲线外推1纳米到100 μ M硝酸钠。对于每一个样本,一式三份注射为每个数据点上运行两个不同的日子。意义是由成对的决定 t 以及与 P 值< 0.05。

 3所示。结果 3.1。鼻糖精交通时间(NSTT)

NSTT VCPT后显著降低正常受试者(图 2(一个)这意味着间隙是提高。除了一个正常的主题展示NSTT减少后背心疗法(图 2(一个))。总的来说,正常的受试者表现出下降35%后NSTT VCPT预处理NSTT相比(图 3(一个); 13.0 ± 1.9 分钟和 8.4 ± 2。3 最小值; P < 0.01 )。我们比较这些结果与囊性纤维化患者的鼻间隙。我们观察到类似的下降38%后在NSTT VCPT相比,预处理(数据值 2 (b)和 3 (b);基线= 15.5 ± 1.6 最小值和post-VCPT = 8.3 ± 1.6 最小值; P < 0.01 )。与正常人一样,所有CF,拯救一个,持续下降后NSTT VCPT相比(图预处理的值 2 (b))。我们观察到无显著差异在基线或post-vest CPT NSTT值之间的正常受试者和CF患者(图 3)。

鼻糖精交通时间(NSTT)背心后胸部物理治疗(VCPT)。(一)只有一个正常的主题展示NSTT减少后背心治疗。(b)所有CF科目除了一个持续下降后NSTT VCPT相比,预处理的价值观。

正常的课程

CF的主题

总鼻糖精VCPT后渡越时间。(a)正常受试者表现出下降35%后NSTT VCPT相比预处理NSTT ( 13.0 ± 1.9 分钟和 8.4 ± 2。3 最小值; P < 0.01 )。在CF科目(b),我们观察到类似的下降38%在NSTT VCPT相比,预处理值(基线= 15.5 ± 1.6 分钟后与背心= 8.3 ± 1.6 最小值; P < 0.01 )。

正常的课程

CF的主题

 3.2。呼出的气息凝结(EBC)氮氧化物(< inline-formula > < mml:数学xmlns: mml = " http://www.w3.org/1998/Math/MathML " id = " M27 " > < mml: mrow > < mml: msub > < mml: mrow > < mml:多行文字>没有< / mml:多行文字> < / mml: mrow > < mml: mrow > < mml: mi > x < / mml: mi > < / mml: mrow > < / mml: msub > < / mml: mrow > < / mml:数学> < / inline-formula >)

因为纤毛刺激与一氧化氮(NO)生产,我们测量 没有 x 浓度在呼出的气息凝结(EBC) VCPT之前和之后。我们发现EBC 没有 x 浓度下降68%后对照组VCPT与基线相比,预处理值(图 5(一个);基线= 115年 ± 32 μ M和post-vest = 37 ± 17 μ M; P < 0.002 )。虽然有不同的度,所有11个正常人EBC的持续减少 没有 x 浓度(图 4(一))。我们比较这些结果在正常受试者稳定的囊性纤维化患者,发现相似的结果(图 4 (b))。所有患者EBC CF明显下降 没有 x 后VCPT(图 5 (b);基线= 224年 ± 55 μ M和post-vest = 52 ± 11 μ M; P < 0.01 )。与NSTT一样,我们看到在基线或post-VCPT EBC没有区别 没有 x 价值稳定的CF患者和正常人之间 P = 0.09 )。之间没有显著的相关性NSTT减少和降低EBC [ 没有 x ]。

呼出的气息凝结(EBC)氮的氧化物( N O x VCBT后)。(一)所有11个正常人EBC的持续减少 没有 x 浓度。(b)所有九个囊性纤维化受试者在EBC也持续下降 没有 x 浓度。

正常的课程

CF的主题

总呼出的气息凝结VCBT后氮的氧化物。(一)EBC 没有 x 浓度下降68%后对照组VCPT与基线相比,预处理值(基线= 115年 ± 32 μ米与post-VCPT = 37 ± 17 μ米; P < 0.002 )。(b) CF主题明显下降EBC 没有 x 背心冲击治疗后(基线= 224年 ± 55 μ米与post-vest = 52 ± 11 μ米; P < 0.01 )。

正常的课程

CF的主题

 4所示。讨论

我们推测,VCPT改变机械刺激 没有 x 新陈代谢,刺激黏膜纤毛的清除。为了验证这个假设,我们测量鼻糖精运输时间和呼出的气息凝结 没有 x 浓度在健康正常成人受试者和成人稳定VCPT前后囊性纤维化。在这个模型中,我们使用NSTT代孕的黏膜纤毛的清除。

据我们所知,这是第一个研究将气道黏膜纤毛的间隙的变化与呼出的变化 没有 x 在人类主题。我们的研究结果表明,VCPT应用正常和稳定的CF主题显著增加鼻黏膜纤毛的清除。一个VCPT治疗鼻间隙增加18 20例(90%)受试者的测试。总的来说,我们发现一个背心治疗鼻间隙增加了大约35%在正常和稳定的CF科目。虽然我们的学习小组是小数量,鼻间隙冲击是相当惊人的效果与生物NSTT相关和显著的变化。

我们最初设计研究解决机制增强VCPT间隙。我们选择去探索的作用在增强间隙基于没有可能 在体外纤毛,可以追溯到1993年的研究证明增加CBF的多重刺激(不需要生产 9]。许多调查人员证实了这些发现在几个不同的系统( 10- - - - - - 12]。在这种背景下,我们最初假设VCPT-enhanced间隙会增加呼出 没有 x 浓度。我们的结论与直觉和我们的预期完全相反的效应机械刺激通过VCPT呼出 没有 x 。在所有情况下,VCPT与戏剧性的减少有关 没有 x 浓度。我们推测,机械振动与VCPT设备增强粘液间隙通过刺激钙释放气道上皮细胞,导致钙调蛋白激活以挪士与气道上皮细胞合成生产的。如果没有与机械刺激产量增加,那么我们必须协调我们的观察,EBC 没有 x VCPT后下降。另一种解释的区别我们的发现在这个研究和出版 没有 x 测量在纤毛细胞 在体外是,我们的研究集中在代谢物的没有呼出EBC的 在体外研究测量的浓度 没有 x 出现在媒体上。很可能“浓浓的”没有的基础 没有 x 在EBC [ 13),而 在体外研究集中在溶解并没有出现在媒体的非易失性代谢物。

减少呼出 没有 x 可能是由于没有纤毛上皮细胞内的利用率的增加。在这个场景中,增强的绑定的guanylyl环化酶将为提升cGMP提供信号,激活包裹,刺激纤毛跳动。也有可能增加粘液流从远端航空公司创建了一个更大的障碍没有扩散的气道上皮在冲击疗法比现在处于休息状态。另外,机械刺激通过打击可能改变没有通过一个未知的代谢机制。

文献已明确,机械应力仅在这两方面都可以刺激睫毛跳动 在体外( 14), 在活的有机体内( 15)模型。这种机械刺激的机制可能涉及胞质钙的增加造成细胞外钙流入或inositol-1′, 4′, 5-triphosphate-mediated内钙释放( 16, 17]。钙通道可能是独立于NO-cGMP-PKG刺激纤毛跳动在绵羊的模型 18),但其他人显示cGMP-dependent组件calcium-stimulated纤毛击败兔子气道( 18]。使用人类鼻纤毛细胞,Alberty等人证明了机械刺激的纤毛可以发生在一个没有抑制剂的存在,表明机械诱导增加CBF是内生没有独立的生产( 19]。根据这些观察,机械刺激黏膜纤毛的传输响应VCPT在我们的研究中可能是不独立的。然而,重要的 减少在EBC 没有 x 水平以应对机械刺激在两个研究小组提出了一个截然不同的机械对没有肺的新陈代谢和释放的影响。

一个显而易见的问题,源自我们的研究结果如下: 胸部打击乐如何改变鼻清关吗吗?背心冲击装置应用于胸部与振荡的目的更低的航空公司。然而,我们观察到,头部和颈部明显振荡与胸部在VCPT同步。此外,增加鼻涕通常发生在冲击治疗符合增加鼻间隙(未发表的结果)。从这些观察结果我们推测鼻腔,除了降低航空公司,是大力动摇VCPT和结果中刺激鼻黏膜纤毛的清除。

另一个重要的问题是如下: 鼻间隙与肺气道间隙吗?因为VCPT通常是针对患者肺气道间隙疾病,如支气管扩张,我们只能小心翼翼地推断我们的发现与鼻间隙肺间隙。我们没有直接测量肺间隙由于成本和暴露于放射性核素参与此类研究。NSTT是,然而,直接功能测量上呼吸道黏膜纤毛的清除的。因为背心,它被认为能够增强肺气道间隙,很有可能这两个鼻腔和肺部间隙由VCPT刺激。

我们也注意到EBC 没有 x 往往是 更高的比对照组(图在CF科目 5),这与先前的研究[ 20.]。虽然我们承认 没有 x 正常和CF主题之间差异无统计学不同,这种差异最好的解释是,早期的研究只测量直接呼出不,不包括一氧化氮分解产物。相比之下,呼出的气息凝结包含转换化合物不稳定,亚硝酸盐和硝酸盐。我们的研究结果测量 没有 x 浓度EBC与其他研究相比,测量只呼出自由基。

 5。结论

总之,我们发现VCPT显著增强气道间隙,以NSTT在所有科目。此外,我们发现,呼出的气息 没有 x 水平显著 减少VCPT。这些发现表明之间的关联VCPT间隙变化和改变气道 没有 x 没有新陈代谢水平符合角色的规定黏膜纤毛的清除。这些发现表明,上升的机制需要进一步研究气道间隙在胸部物理疗法建立一氧化氮在调节这种反应中所起的作用。

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