Βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο αναπνευστικό σύστημα από την έκθεση στον καπνό στους επαγγελματίες πυροσβέστες: αναπνευστικά συμπτώματα, βρογχική υπερευαισθησία και φλεγμονή των αεραγωγών

Abstract

Background and objectives Little data exist on short- and long-term effects of occupational exposure on airway and systemic inflammation in professional firefighters. Α) We aimed to characterize airway and systemic inflammation in training firefighters with a maximum occupational exposure of 1 year compared to the long-term exposure of professional firefighters Β) We also aimed to assess the acute effect of fire smoke in respiratory health and airway and systemic inflammation in professional forest firefighters 24-48 hours after exposure compared to respiratory health and inflammation three months after (off season).Methods A) A questionnaire for symptoms and exposure, pulmonary function, atopy, bronchial hyperresponsiveness, and markers of inflammation in induced sputum, serum, were assessed in a total of 92 firefighters (63 full-time professionals and 29 trainees). Bronchoscopy with bronchoalveolar lavage (BAL) fluid and bronchial biopsies was assessed in 20 firefighters that consented to undergo the procedure. B) A questionnaire for symptoms and exposure, pulmonary function, atopy, bronchial hyper-responsiveness, and markers of inflammation in induced sputum, serum, and were assessed in a total of 60 firefighters 24-48 hours after exposure and 3 months later. Bronchoscopy and BAL was assessed in 12 firefighters that consented to undergo the procedure.Results A) Professional firefighters showed allergic bronchial sensitization documented by the presence of atopy, and eosinophilia in induced sputum, BAL and bronchial biopsies. IL-8, ECP, VEGF, and TNF-a levels were statistically significantly higher in the sputum supernatants of professional firefighters compared to the trainees (p ¼ 0.04, p ¼ 0.02, p ¼ 0.04, and p ¼ 0.02, respectively). Serum IL-8 and TNF-a levels were also statistically significantly higher in the group of professional firefighters (p ¼ 0.04, p ¼ 0.03, respectively). Finally, there was a linear correlation between the duration of the occupation in Service and the degree of airway and systemic inflammation. B) A measurable eosinophilic and neutrophilic inflammation was shown to be induced in the bronchial airways after acute exposure during forest firefighting. This was associated with increased respiratory symptoms from the upper and lower respiratory tract, and pulmonary function impairement. Additionaly, a measurable systemic inflammatory response was demonstrated post-exposure. ConclusionsA) These results indicate a “dose-response” effect of chronic exposure to a polluted environment on bronchial and systemic inflammation in professional firefighters. B) This study showed that acute exposure during forest firefighting significantly augments the intensity of airway and systemic inflammation in relation to the baseline inflammatory background due to chronic exposure. Besides the neutrophilic it also induces an eosinophilic immune response in the airways, which after prolonged exposure may eventually lead to allergic airway sensitization and increased incidence of rhinitis and asthma in this occupational group.

Εισαγωγή Λίγα στοιχεία υπάρχουν ως προς τις βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της έκθεσης στον καπνό στην τοπική και συστηματική φλεγμονή στους επαγγελματίες πυροσβέστες. A) Στόχος μας ήταν να μελετήσουμε το είδος της τοπικής και συστηματικής φλεγμονής στους εκπαιδευόμενους πυροσβέστες με μέγιστη έκθεση ενός έτους σε σχέση με τους επαγγελματίες πυροσβέστες που έχουν μακροχρόνια έκθεση.B) Επίσης στόχος μας ήταν να μελετήσουμε την επίδραση του καπνού στο αναπνευστικό σύστημα και στη φλεγμονή 24-48 ώρες μετά από οξεία έκθεση σε σχέση με την περίοδο εκτός πυρόσβεσης (τρεις μήνες αργότερα)ΜέθοδοςΑ) 92 πυροσβέστες (63 επαγγελματίες και 29 εκπαιδευόμενοι) απάντησαν σε τυποποιημένο ερωτηματολόγιο και υποβλήθηκαν σε πλήρη λειτουργικό έλεγχο του αναπνευστικού, αλλεργικά δερματικά τεστ, προκλητά πτύελα και βρογχική αντιδραστικότητα στη μεταχολίνη. Πραγματοποιήθηκε βρογχοσκόπηση και ελήφθησαν ενδοβρογχικές βιοψίες και βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BAL) σε όσους πυροσβέστες συνέναισαν (Ν=20).Β) 60 πυροσβέστες απάντησαν σε τυποποιημένο ερωτηματολόγιο και υποβλήθηκαν σε πλήρη λειτουργικό έλεγχο του αναπνευστικού, αλλεργικά δερματικά τεστ, προκλητά πτύελα και βρογχική αντιδραστικότητα στη μεταχολίνη, 24-48 ώρες μετά από έκθεση και τρεις μήνες αργότερα. Πραγματοποιήθηκε βρογχοσκόπηση και ελήφθη βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BAL) σε όσους πυροσβέστες συνέναισαν (Ν=12).Αποτελέσματα Α) Οι επαγγελματίες πυροσβέστες είχαν περισσότερη αλλεργική ευαισθητοποίηση με βάσει την παρουσία ατοπίας και ηωσινοφιλίας στα προκλητά πτύελα, στο BAL και τις βρογχικές βιοψίες. Τα επίπεδα των IL-8, ECP, VEGF, and TNF-a ήταν στατιστικά σημαντικά αυξημένα στα πτύελα στους επαγγελματίες πυροσβέστες σε σχέση με τους εκπαιδευόμενους (p ¼ 0.04, p ¼ 0.02, p ¼ 0.04, and p ¼ 0.02, αντίστοιχα). Τα επίπεδα των IL-8 και TNF-a στον ορό ήταν επίσης στατιστικά σημαντικά αυξημένα στους επαγγελματίες πυροσβέστες (p ¼ 0.04, p ¼ 0.03, αντίστοιχα). Τέλος διαπιστώσαμε μια γραμμική συσχέτιση μεταξύ του χρόνου επαγγελματικής έκθεσης και του βαθμού της φλεγμονής τόσο των αεραγωγών όσο και της συστηματικής.Β) Η οξεία έκθεση στον καπνό προκαλεί μια μετρήσιμη ουδετεροφιλική και ηωσινοφιλική φλεγμονή στους αεραγωγούς που σχετίζεται με αύξηση των συμπτωμάτων από το αναπνευστικό και επηρεασμένο λειτουργικό έλεγχο της αναπνοής. Επίσης η οξεία έκθεση επάγει και μια συστηματική φλεγμονήΣυμπεράσματαΑ) Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν μια δοσο-εξαρτώμενη επίδραση της χρόνιας έκθεσης σε μολυσμένο περιβάλλον στην βρογχική και συστηματική φλεγμονή στους επαγγελματίες πυροσβέστεςΒ) Η μελέτη αυτή έδειξε ότι η οξεία έκθεση στον καπνό προκαλεί τοπική και συστηματική φλεγμονή. Επάγει μια ουδετεροφιλική και ηωσινοφιλική φλεγμονή η οποία μετά από μακροχρόνια έκθεση είναι πιθανό να οδηγήσει σε αλλεργική ευαισθητοποίηση με αυξημένη επίπτωση ρινίτιδας και άσθματος.