Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Химическая формула оксида азота (NO) вместе с размером его молекулы (115 мкм ).

В медицине , выдыхаемый оксид азота (ENO) может быть измерено в испытании дыхания для лечения астмы или других состояний , характеризующихся дыхательных путей воспаления . Оксид азота (NO) - это газообразная молекула, вырабатываемая определенными типами клеток при воспалительной реакции. Фракция выдыхаемого NO (FE NO ) является многообещающим биомаркером для диагностики, последующего наблюдения и в качестве руководства по терапии у взрослых и детей, страдающих астмой. Проверка дыхания недавно стала доступна во многих хорошо оборудованных больницах в развитых странах, хотя ее точная роль остается неясной.

Биология [ править ]

Основная статья: синтаза оксида азота
Трехмерная модель NO.

У людей оксид азота вырабатывается из L-аргинина тремя ферментами, называемыми синтазами оксида азота (NOS): индуцибельным (iNOS), эндотелиальным ( eNOS ) и нейрональным (nNOS). Последние два постоянно активны в эндотелиальных клетках и нейронах соответственно, тогда как действие iNOS может быть индуцировано в таких состояниях, как воспаление (например, цитокинами ). При воспалении некоторые клетки используют iNOS для производства NO, включая эозинофилы . Таким образом, eNO (также известный как FeNO «фракционный оксид азота в выдыхаемом воздухе») получил название инфламмометра . [1]

Хотя считается, что iNOS является основным источником выдыхаемого NO у астматиков, [2] [3] исследования на мышах также указывают на роль nNOS. [4] [5]

Первоначально считалось, что выдыхаемый NO поступает в основном из носовых пазух, которые содержат высокий уровень NO. Впоследствии было показано, что нижние дыхательные пути вносят большую часть выдыхаемого NO и что загрязнение носовых пазух минимально. [ необходима цитата ]

Медицинское использование [ править ]

Астма [ править ]

У пациентов с астмой уровни eNO выше, чем у других людей. Их уровни также повышаются вместе с другими клиническими и лабораторными параметрами астмы (например, количеством эозинофилов в мокроте ). В условиях, вызывающих воспаление, таких как инфекции верхних дыхательных путей или вдыхание аллергенов или платиновой кислоты , уровни eNO повышаются. [6] [7] Уровни eNO также имеют тенденцию меняться в зависимости от результатов тестов функции легких, таких как степень гиперчувствительности бронхов . Кроме того, лекарства, используемые для лечения астмы (такие как ингаляционные глюкокортикоиды илиантагонисты лейкотриеновых рецепторов ) также снижают уровни eNO.

В клинических испытаниях изучали, лучше ли адаптация терапии астмы на основе значений eNO по сравнению с традиционным лечением, при котором терапия оценивается по симптомам и результатам функциональных тестов легких. [8] [9] [10] На сегодняшний день результаты как у взрослых, так и у детей были скромными, и этот метод нельзя рекомендовать повсеместно. [11] [12] Также было отмечено, что другие факторы, помимо воспаления, могут повышать уровни eNO, например кислотность дыхательных путей . [13] [14]

Было обнаружено, что фракция eNO является лучшим тестом для выявления астматиков, чем базовое функциональное тестирование легких (при обструкции дыхательных путей). Его специфичность сопоставима с бронхиальным провокационным тестом , хотя и менее чувствительна . [15] [16] Это означает, что положительный тест eNO может быть полезен для постановки диагноза астмы; тем не менее, отрицательный тест может быть не так полезен, чтобы исключить его. [17]

Другие условия [ править ]

Роль eNO в других условиях еще менее изучена по сравнению с астмой.

Поскольку астма может быть причиной хронического кашля (это может быть даже единственным проявлением, например, при кашлевой астме ), в исследованиях изучали, можно ли использовать eNO для диагностики хронического кашля. [18] [19] [20] [21]

Выдыхаемый NO минимально увеличивается при хронической обструктивной болезни легких, но уровни могут повышаться при внезапном обострении заболевания ( острые обострения ) или прогрессировании заболевания. Ранние результаты указывают на возможную роль eNO в прогнозировании ответа на ингаляционные глюкокортикоиды и степени обратимости обструкции дыхательных путей.

Было обнаружено, что у детей с муковисцидозом низкий уровень eNO. У пациентов с бронхоэктазами (состояние локализованного необратимого расширения части бронхиального дерева ), не вызванного муковисцидозом, были обнаружены высокие уровни. Саркоидоз также может иметь повышенный eNO. Низкие уровни были обнаружены при первичной цилиарной дискинезии , бронхолегочной дисплазии и легочной артериальной гипертензии . В последнем случае вдыхаемый NO используется в качестве диагностического теста реакции легочных артерий на вазодилататоры (агенты, расслабляющие кровеносные сосуды).

eNO также ассоциируется с хрипом, ринитом и аллергией на нос у детей младшего школьного возраста. [22]

Воздействие загрязнения воздуха было связано со снижением [23] и повышением уровней eNO. [24] [25] [26]

Методы измерения [ править ]

Экспериментальная установка, используемая для измерения доли выдыхаемого оксида азота (FeNO) в образцах дыхания человека. Субъект дует в трубку (1) после подсоединения к ней мундштука (2). Провода сбоку являются частью системы, которая измеряет такие параметры, как скорость дыхания, в то время как выдыхаемый газ направляется в анализатор FeNO (3).

Наиболее широко используемый метод измерения eNO - это химическая реакция, при которой образуется свет ; это называется реакцией хемилюминесценции . NO в образце выдыхаемого воздуха реагирует с озоном с образованием диоксида азота в возбужденном состоянии . Когда он возвращается в свое основное состояние, он излучает свет в количестве, пропорциональном количеству выдыхаемого NO.

NIOX VERO Медицинский прибор для измерения оксида азота в выдыхаемом воздухе

Субъект может выдохнуть непосредственно в измерительное устройство (метод «онлайн») или в резервуар, который впоследствии может быть подключен к анализатору (метод «офлайн»). [27] С помощью первого метода можно отдельно анализировать ранний и более поздний NO в образце выдыхаемого воздуха. Тест требует от испытуемого слабой координации, и дети старше 4 лет могут пройти успешно. [28] [29]

Национальный институт клинического совершенства (NICE) в Великобритании опубликовал руководство по доступным измерительным устройствам: https://www.nice.org.uk/guidance/dg12

Контрольный диапазон [ править ]

Верхний нормальный уровень eNO в различных исследованиях колеблется от 20 до 30 частей на миллиард . Однако на эталонные значения влияют несколько основных характеристик. У мужчин значения eNO выше, чем у женщин. Общеизвестно, что курение снижает значения eNO, и даже прежний статус курения может повлиять на результаты. Уровни выше у людей с атопической конституцией (склонностью к аллергии ). [30] Доля eNO также зависит от расхода (выше при более низких расходах и наоборот), поэтому измерения обычно проводятся при 50 мл / с. Возраст или рост также могут существенно повлиять на значения eNO у детей. [28] Величина этих эффектов составляет порядка 10%, поэтому могут быть полезны даже единичные пороговые значения. [17]

История [ править ]

До 1980-х годов считалось , что оксид азота, продукт сгорания ископаемого топлива , играет лишь роль пагубного воздействия загрязнения воздуха на дыхательные пути . [17] В 1987 году эксперименты с коронарными артериями показали, что оксид азота является долгожданным релаксирующим фактором, производным от эндотелия . После того, как ученые поняли, что NO играет биологическую роль, его роль в качестве сигнальной молекулы клетки и нейромедиатора стала ясна в результате многочисленных исследований. [31]

NO был впервые обнаружен в образцах выдыхаемого воздуха в 1991 году. [32] В 1992 году NO был признан молекулой года научным журналом Science . [33] В 1993 году исследователи из Каролинского института в Швеции первыми сообщили о повышении eNO у астматиков. [34]

Сегодня NO используется не только в тестах на дыхание, но и в качестве терапевтического средства при таких состояниях, как легочная артериальная гипертензия и, возможно, при остром респираторном дистресс-синдроме .

Сноски [ править ]

  1. ^ Pijnenburg MW, De Йонгст JC (февраль 2008). «Выдыхаемый оксид азота при детской астме: обзор». Клиническая и экспериментальная аллергия . 38 (2): 246–59. DOI : 10.1111 / j.1365-2222.2007.02897.x . PMID  18076708 .
  2. ↑ Lane C, Knight D, Burgess S, Franklin P, Horak F, Legg J и др. (Сентябрь 2004 г.). «Эпителиально индуцируемая активность синтазы оксида азота является основным фактором, определяющим концентрацию оксида азота в выдыхаемом воздухе» . Грудная клетка . 59 (9): 757–60. DOI : 10.1136 / thx.2003.014894 . PMC 1747143 . PMID 15333851 .  
  3. ^ Brindicci C, Ито К, Barnes PJ, Харитонов С.А. (август 2007). «Влияние индуцибельного ингибитора синтазы оксида азота на дифференцированный поток выдыхаемого оксида азота у пациентов с астмой и здоровых добровольцев» . Сундук . 132 (2): 581–8. DOI : 10.1378 / chest.06-3046 . PMID 17550932 . Архивировано из оригинала на 2013-04-14. 
  4. ↑ De Sanctis GT, MacLean JA, Hamada K, Mehta S, Scott JA, Jiao A и др. (Май 1999 г.). «Вклад синтаз оксида азота 1, 2 и 3 в гиперчувствительность дыхательных путей и воспаление на мышиной модели астмы» . Журнал экспериментальной медицины . 189 (10): 1621–30. DOI : 10,1084 / jem.189.10.1621 . PMC 2193630 . PMID 10330441 .  
  5. ^ Де Санктис GT, Мехта S, L Kobzik, Yandava C, Цзяо A, Huang PL, Drazen JM (октябрь 1997). «Вклад типа I NOS в выдыхаемый газ NO и бронхиальную реакцию у мышей» . Американский журнал физиологии . 273 (4): L883-8. DOI : 10.1152 / ajplung.1997.273.4.L883 . PMID 9357865 . 
  6. ^ Vahlkvist S, M Sinding, Skamstrup K, Bisgaard H (июнь 2006). «Ежедневные домашние измерения выдыхаемого оксида азота у детей-астматиков при естественном воздействии пыльцы березы». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 117 (6): 1272–6. DOI : 10.1016 / j.jaci.2006.03.018 . PMID 16750986 . 
  7. ^ Обата H, Dittrick M, Chan H, Chan-Yeung M (март 1999). «Эозинофилы мокроты и выдыхаемый оксид азота во время поздней астматической реакции у пациентов с астмой западного красного кедра» . Европейский респираторный журнал . 13 (3): 489–95. DOI : 10.1183 / 09031936.99.13348999 . PMID 10232414 . 
  8. ^ Смит Д. Коуэн JO, Brassett К.П., Herbison GP, Taylor DR (май 2005). «Использование измерений оксида азота в выдыхаемом воздухе для руководства лечением хронической астмы». Медицинский журнал Новой Англии . 352 (21): 2163–73. DOI : 10.1056 / NEJMoa043596 . PMID 15914548 . S2CID 42351261 .  
  9. ↑ Shaw DE, Berry MA, Thomas M, Green RH, Brightling CE, Wardlaw AJ, Pavord ID (август 2007 г.). «Использование выдыхаемого оксида азота для управления астмой: рандомизированное контролируемое исследование». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 176 (3): 231–7. DOI : 10,1164 / rccm.200610-1427OC . PMID 17496226 . S2CID 22186959 .  
  10. ^ Szefler SJ, Mitchell H, Sorkness CA, Gergen PJ, O'Connor GT, Morgan WJ и др. (Сентябрь 2008 г.). «Лечение астмы на основе выдыхаемого оксида азота в дополнение к лечению на основе рекомендаций для подростков и молодых людей из городских районов: рандомизированное контролируемое исследование» . Ланцет . 372 (9643): 1065–72. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (08) 61448-8 . PMC 2610850 . PMID 18805335 .  
  11. ^ Petsky HL, Kew К.М., Turner C, Chang AB (сентябрь 2016). Cochrane Airways Group (ред.). «Уровни оксида азота в выдыхаемом воздухе для лечения астмы у взрослых» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 9 : CD011440. DOI : 10.1002 / 14651858.CD011440.pub2 . PMC 6457753 . PMID 27580628 .  
  12. ^ Petsky HL, Kew К.М., Chang AB (ноябрь 2016). Cochrane Airways Group (ред.). «Уровни оксида азота в выдыхаемом воздухе для лечения детей с астмой» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 11 : CD011439. DOI : 10.1002 / 14651858.CD011439.pub2 . PMC 6432844 . PMID 27825189 .  
  13. ^ Ханта ДФ, Fang К, Р Малик, Снайдер А, Малхотра N, Platts-Миллс Т.А., Гастон В (март 2000 г.). «Эндогенное закисление дыхательных путей. Значение для патофизиологии астмы». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 161 (3 Pt 1): 694–9. DOI : 10,1164 / ajrccm.161.3.9911005 . PMID 10712309 . 
  14. ^ Шин Х.В., Шелли Д.А., Хендерсон Э.М., Фицпатрик А, Гастон Б., Джордж SC (март 2007 г.). «Высвобождение оксида азота в дыхательных путях снижается после ингаляции PBS при астме». Журнал прикладной физиологии . 102 (3): 1028–33. DOI : 10.1152 / japplphysiol.01012.2006 . PMID 17110506 . S2CID 16813706 .  
  15. ^ Мальмберг LP, Пелконен AS, Haahtela T, Турпейнен M (июнь 2003). «Выдыхаемый оксид азота, а не функция легких отличает детей дошкольного возраста с вероятной астмой» . Грудная клетка . 58 (6): 494–9. DOI : 10.1136 / thorax.58.6.494 . PMC 1746693 . PMID 12775859 .  
  16. ^ Miedinger D, Chhajed PN, Тамм M, Штольц D, Surber C, Leuppi JD (июнь 2007). «Диагностика астмы у пожарных» . Сундук . 131 (6): 1760–7. DOI : 10.1378 / chest.06-2218 . PMID 17400683 . Архивировано из оригинала на 2013-04-14. 
  17. ^ a b c Тернер S (февраль 2008 г.). «Оксид азота в выдыхаемом воздухе в диагностике и лечении астмы». Текущее мнение в области аллергии и клинической иммунологии . 8 (1): 70–6. DOI : 10.1097 / ACI.0b013e3282f3b4b0 . PMID 18188021 . 
  18. ^ Fujimura МЫ, Окура Н, Або М, Furusho S, Васэд Y, Итикав Y, Хара J (май 2008 г.). «Уровни оксида азота в выдыхаемом воздухе у пациентов с атопическим кашлем и кашлевой астмой» . Респирология . 13 (3): 359–64. DOI : 10.1111 / j.1440-1843.2008.01273.x . hdl : 2297/9771 . PMID 18399857 . 
  19. ↑ О, MJ, Lee JY, Lee BJ, Choi DC (ноябрь 2008 г.). «Измерение оксида азота в выдыхаемом воздухе полезно для исключения неастматического эозинофильного бронхита у пациентов с хроническим кашлем» . Сундук . 134 (5): 990–995. DOI : 10.1378 / chest.07-2541 . PMID 18583518 . Архивировано из оригинала на 2013-04-15. 
  20. ^ Сато С., Сайто Дж., Сато Й., Исии Т., Синтао В., Танино Ю. и др. (Октябрь 2008 г.). «Клиническая ценность фракционного оксида азота в выдыхаемом воздухе для диагностики затяжного кашля». Респираторная медицина . 102 (10): 1452–9. DOI : 10.1016 / j.rmed.2008.04.018 . PMID 18614345 . 
  21. ^ Hahn PY, Морджентэлер TY Лим KG (ноябрь 2007). «Использование выдыхаемого оксида азота для прогнозирования ответа на вдыхание кортикостероидов при хроническом кашле» . Труды клиники Мэйо . 82 (11): 1350–5. DOI : 10.4065 / 82.11.1350 . PMID 17976354 . Архивировано из оригинала на 2007-07-01. 
  22. ^ Де Принс С., Маркучи Ф., Сенси Л., Ван де Миероп Э, Нелен В., Наврот Т.С. и др. (Сентябрь 2014 г.). «Выдыхаемый оксид азота и носовая триптаза связаны с хрипом, ринитом и аллергией на нос у детей младшего школьного возраста». Биомаркеры . 19 (6): 481–7. DOI : 10.3109 / 1354750x.2014.937362 . PMID 25019424 . 
  23. ^ Jacobs L, Nawrot TS, de Geus B, Meeusen R, Degraeuwe B, Bernard A и др. (Октябрь 2010 г.). «Субклинические реакции у здоровых велосипедистов, кратковременно подвергшихся воздействию загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением: исследование вмешательства» . Здоровье окружающей среды . 9 (64): 64. DOI : 10,1186 / 1476-069X-9-64 . PMC 2984475 . PMID 20973949 .  
  24. ^ Ван Амстердам JG, Verlaan BP, Ван Loveren H, Elzakker BG, Вос SG, Opperhuizen A, Steerenberg PA (1999). «Загрязнение воздуха связано с повышенным уровнем выдыхаемого оксида азота у некурящих здоровых людей». Архивы гигиены окружающей среды . 54 (5): 331–5. DOI : 10.1080 / 00039899909602496 . PMID 10501149 . 
  25. ^ Адар SD, Adamkiewicz G, золото DR, Шварц J, Коулл BA, Suh H (апрель 2007). «Окружающие частицы и частицы микросреды и выдыхаемый оксид азота до и после групповой поездки на автобусе» . Перспективы гигиены окружающей среды . 115 (4): 507–12. DOI : 10.1289 / ehp.9386 . PMC 1852653 . PMID 17450216 .  
  26. ^ Bos I, De Boever P, J Vanparijs, Pattyn N, пани LI, Meeusen R (март 2013). «Субклинические эффекты аэробных тренировок в городских условиях». Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 45 (3): 439–47. DOI : 10.1249 / MSS.0b013e31827767fc . hdl : 1942/14628 . PMID 23073213 . S2CID 5067347 .  
  27. ^ Американское торакальное общество; Европейское респираторное общество (апрель 2005 г.). «Рекомендации ATS / ERS по стандартизированным процедурам для онлайн- и офлайн-измерения выдыхаемого оксида азота нижних дыхательных путей и оксида азота в носу, 2005». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 171 (8): 912–30. DOI : 10.1164 / rccm.200406-710ST . PMID 15817806 . S2CID 1883790 .  
  28. ^ a b Buchvald F, Baraldi E, Carraro S, Gaston B, De Jongste J, Pijnenburg MW и др. (Июнь 2005 г.). «Измерения выдыхаемого оксида азота у здоровых людей в возрасте от 4 до 17 лет». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 115 (6): 1130–6. DOI : 10.1016 / j.jaci.2005.03.020 . PMID 15940124 . 
  29. Перейти ↑ Napier E, Turner SW (август 2005 г.). «Методические вопросы, связанные с измерением оксида азота в выдыхаемом воздухе у детей в возрасте от четырех до шести лет». Детская пульмонология . 40 (2): 97–104. DOI : 10.1002 / ppul.20249 . PMID 15965893 . 
  30. ^ Travers J, Marsh S, Aldington S, Williams M, Shirtcliffe P, Pritchard A и др. (Август 2007 г.). «Референсные диапазоны для оксида азота в выдыхаемом воздухе получены на основе случайного опроса взрослых среди населения». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 176 (3): 238–42. DOI : 10,1164 / rccm.200609-1346OC . PMID 17478616 . S2CID 23531755 .  
  31. ^ Тернер S (май 2007 г.). «Роль выдыхаемого оксида азота в диагностике, лечении и лечении астмы». Миниобзоры по медицинской химии . 7 (5): 539–42. DOI : 10.2174 / 138955707780619635 . PMID 17504190 . 
  32. ^ Густафссон LE, Leone А.М., Persson М.Г., Wiklund Н.П., Монкада S (декабрь 1991). «Эндогенный оксид азота присутствует в выдыхаемом воздухе кроликов, морских свинок и людей». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 181 (2): 852–7. DOI : 10.1016 / 0006-291X (91) 91268-H . PMID 1721811 . 
  33. ^ Кошланда DE (декабрь 1992). «Молекула года» . Наука . 258 (5090): 1861. DOI : 10.1126 / science.1470903 . PMID 1470903 . 
  34. ^ Альвинг K, Weitzberg E, Lundberg JM (октябрь 1993). «Повышенное количество оксида азота в выдыхаемом воздухе у астматиков». Европейский респираторный журнал . 6 (9): 1368–70. PMID 7507065 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Тейлор Д. Р., Пейненбург М. В., Смит А. Д., Де Йонгсте Дж. К. (сентябрь 2006 г.). «Измерения оксида азота в выдыхаемом воздухе: клиническое применение и интерпретация» . Грудная клетка . 61 (9): 817–27. DOI : 10.1136 / thx.2005.056093 . PMC  2117092 . PMID  16936238 .