Επίπεδα του 8-ισοπροστανίου και των κυστεϊνικών λευκοτριενίων στο συμπύκνωμα εκπνεόμενου αέρα ενήλικων ασθενών με άσθμα και συσχετισμός τους με την κλινική βαρύτητα της νόσου

Abstract

Background: Collection of exhaled breath condensate (EBC) is a safe, relatively simple, non-invasive method to collect droplets of the airway surface liquid and measure mediators of airway inflammation and oxidative stress, such as cysteinyl-leukotrienes (cys-LTs) and 8- isoprostane. Objective: The aim of our study was to investigate baseline values of inflammatory lipid mediators (cys-LTs and 8-isoprostane) in EBC of healthy subjects and asthmatic adults and their relation to asthma severity and lung function tests parameters. Methods: Nineteen healthy subjects, 16 mild, 12 moderate and 15 severe asthmatics were studied. All subjects attended a clinic visit for spirometry and EBC collection. The concentrations of exhaled cys-LTs and 8-isoprostane were measured by means of specific enzyme immunoassays. Results: 8-isoprostane levels were significantly increased in mild (49.1±5.2 pg/mL, p<0.001), moderate (49.7±5.2 pg/mL, p<0.001) and severe asthmatics (77.7±7.3 pg/mL, p<0.001), compared to healthy controls (16.4±1.6 pg/mL). Moreover, 8-isoprostane levels were significantly higher in severe compared to mild and moderate asthmatics (p<0.01). Cys-LT levels were significantly higher in moderate (34.6±4.4 pg/mL, p<0.05) and severe asthmatics (47.9±6.0 pg/mL, p<0.001), while no significant difference was found between healthy controls and mild asthmatics. 8-isoprostane levels in EBC of asthmatics strongly correlated with cys-LT levels (r=0.61, p<0.0001). Subgroup analysis showed that this correlation persisted only in severe asthmatics (r=0.69, p<0.044). 8-isoprostane levels also weakly correlated with BMI of asthmatic patients (r=0.37, p=0.015) and healthy controls (r=0.73, p=0.0006). No correlation was found between 8-isoprostane and FEV1. Cys-LT levels inversely correlated with FEV1 (r=-0.35, p=0.0029). Conclusions: 8-isoprostane and cys-LT are detectable in EBC of healthy subjects and their levels progressively increase in asthmatic patients according to disease severity. The correlation found between these two lipid mediators indicates a link between oxidative stress and airway inflammation.

Εισαγωγή: Η συλλογή του Συμπυκνώματος Εκπνεόμενου Αέρα (EBC), είναι μια ασφαλής, σχετικά απλή, μη επεμβατική μέθοδος για τη συγκέντρωση σταγονιδίων από το υγρό που επαλείφει την επιφάνεια των αεραγωγών και για την μέτρηση μεσολαβητών της φλεγμονής και του οξειδωτικού stress, όπως τα κυστεϊνικά λευκοτριένια και το 8- ισοπροστάνιο. Στόχος: Ο στόχος της μελέτης μας ήταν να διερευνήσουμε τις βασικές τιμές δύο φλεγμονωδών μεσολαβητών (των κυστεϊνικών λευκοτριενίων και του 8-ισοπροστανίου) στο EBC υγιών ατόμων και ενηλίκων ασθενών με άσθμα. Δευτερευόντως, να ανιχνεύσουμε πιθανούς συσχετισμούς μεταξύ των μεσολαβητών αυτών και του σταδίου βαρύτητας του άσθματος καθώς και των δεικτών πνευμονικής λειτουργίας. Μέθοδοι: Μελετήθηκαν 19 υγιή άτομα, 16 ασθενείς με ήπιο, 12 με μέτριο και 15 με σοβαρό άσθμα. Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν αρχικά σε σπιρομέτρηση και ακολούθως, το ίδιο πρωί διενεργήθηκε συλλογή του EBC. Τα επίπεδα των κυστεϊνικών λευκοτριενίων και του 8- ισοπροστανίου προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της ενζυμικής δοκιμασίας ανοσοπροσρόφησης, ΕΙΑ. Αποτελέσματα: Τα επίπεδα του 8-ισοπροστανίου ήταν σημαντικά αυξημένα στους ασθενείς με ήπιο (49.1±5.2 pg/mL, p<0.001), μέτριο (49.7±5.2 pg/mL, p<0.001) και σοβαρό άσθμα (77.7±7.3 pg/mL, p<0.001), σε σύγκριση με τους υγιείς συμμετέχοντες της ομάδας ελέγχου (16.4±1.6 pg/mL). Επιπλέον, τα επίπεδα του 8-ισοπροστανίου ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με σοβαρό, σε σχέση με εκείνους που έπασχαν από ήπιο και μέτριο άσθμα (p<0.01). Τα επίπεδα των κυστεϊνικών λευκοτριενίων ήταν σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με μέτριο (34.6±4.4 pg/mL, p<0.05) και βαρύ άσθμα (47.9±6.0 pg/mL, p<0.001), ενώ δεν βρέθηκε καμία σημαντική διαφορά μεταξύ των υγιών και εκείνων που είχαν ήπιο άσθμα. Τα επίπεδα του 8-ισοπροστανίου στο EBC παρουσίαζαν ισχυρή συσχέτιση με τα επίπεδα των κυστεϊνικών λευκοτριενίων (r=0.61, p<0.0001). Η ανάλυση των υποομάδων έδειξε πως ο συσχετισμός αυτός παρέμενε στην ομάδα των ασθενών με βαρύ άσθμα (r=0.69, p<0.044). Τα επίπεδα του 8-ισοπροστανίου επίσης συσχετίζονταν ασθενώς με το Δείκτη Μάζας Σώματος των ασθματικών ασθενών (r=0.37, p=0.015) αλλά και των υγιών (r=0.73, p=0.0006). Καμία συσχέτιση δεν βρέθηκε μεταξύ του 8-ισοπροστανίου και του βίαια εκπνεόμενου αέρα στο πρώτο δευτερόλεπτο -FEV1. Τα επίπεδα των κυστεϊνικών λευκοτριενίων εμφάνισαν αρνητική συσχέτιση με τον FEV1 (r=-0.35, p=0.0029). Συμπεράσματα: Το 8-ισοπροστάνιο και τα κυστεϊνικά λευκοτριένια είναι ανιχνεύσιμα στο EBC των υγιών ατόμων και τα επίπεδά τους αυξάνουν προοδευτικά στους ασθματικούς ασθενείς σύμφωνα με τη βαρύτητα της νόσου. Η ισχυρή συσχέτιση που βρέθηκε μεταξύ των επιπέδων των δύο αυτών μεσολαβητών υποδεικνύει μια πιθανή σχέση μεταξύ του οξειδωτικού stress και της φλεγμονής των αεραγωγών στο άσθμα.