Конденсат выдыхаемого воздуха

Конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) — это выдыхаемый воздух, который конденсируется, как правило, путем охлаждения с помощью устройства для сбора (обычно до 4 °C или отрицательных температур с использованием холодильного устройства). ^[1] EBC отражает изменения в дыхательной жидкости, выстилающей дыхательные пути , и представляет собой недорогой, неинвазивный инструмент, имеющий потенциал для научных исследований. Несмотря на обещания, пока не доказано, что его можно использовать для скрининга или диагностики заболеваний легких и других состояний. Давно было оценено, что выдыхаемый воздух насыщается водяными парами (например, у музыкантов, играющих на духовых музыкальных инструментах), но его использование для исследования легких, вероятно, впервые было описано в отечественной научной литературе. ^[2]

Обзор

Конденсат выдыхаемого воздуха отражает не только состав жидкости слизистой оболочки дыхательных путей и альвеол . EBC может также смешиваться с каплями слюны и желудка. Кроме того, летучие газы, возникающие из альвеол, стенок нижних и верхних дыхательных путей, а также полости рта, растворяются в выдыхаемом водяном паре и влияют на его pH. ^[3] К основным компонентам EBC относятся:

Аэрозольные частицы жидкости, выстилающей дыхательные пути, собранные из дыхательных путей под действием потока воздуха, вероятно, вследствие турбулентности.
Конденсация водяного пара вокруг аэрозольных частиц.
Водорастворимые летучие газы, растворенные в конденсате водяного пара

Поскольку EBC отражает состав жидкости, выстилающей дыхательные пути, он содержит большинство молекул, обнаруженных в дыхательных путях, но они, вероятно, разбавлены водяным паром. Таким образом, они могут варьироваться от простых ионов, например, H+, измеряемого как pH, ^[4]^[5] перекись водорода, ^[6] белки, цитокины, эйкозаноиды, ^[7]^[8] и макромолекулы, такие как муцин, фосфолипиды и ДНК. ^[9]^[10] Разведение – это проблема, с которой сталкиваются все методы отбора проб из дыхательных путей и легких, включая сбор мокроты и бронхоальвеолярный лаваж. Предложения по разрешению разбавления включают использование знаменателя, такого как белок, мочевина или проводимость, ^[11] но в настоящее время ни один метод не является общепризнанным.

Все больше данных указывает на то, что при болезненных состояниях EBC содержит молекулы, отражающие это заболевание, или более высокие концентрации определенных маркеров. Например, было показано, что у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью в КВЭ имеется пепсин (обычно локализованный в желудке). ^[12] пациентов с ХОБЛ и астмой повышен уровень активных форм кислорода. Было продемонстрировано, что у ^[13] и гистамин после бронхиальной провокации (Ratnavatti 2008).

Однако на содержание конденсата выдыхаемого воздуха сильно влияют и физиологические факторы, такие как диета, ^[14] физические упражнения ^[15]^[16]^[17] и даже беременность может влиять на концентрацию медиаторов. ^[18]

Устройства для сбора

Химические свойства устройства для сбора будут влиять на устройство и его характеристики. Некоторые устройства могут загрязнять образец или вступать в реакцию с окислительными маркерами, особенно если они содержат металлы.

Примеры устройств включают в себя:

Простой, сделанный по индивидуальному заказу. К ним относятся стеклянные трубки, охлаждаемые льдом, тефлоновые трубки во льду или стеклянные конденсаторы с сухим льдом или водяным охлаждением.
Холодильные системы. Они позволяют регулировать температуру сбора, как правило, в пределах заданного диапазона.
Одноразовый коллектор конденсата выдыхаемого воздуха. Это устройство помещается внутри металлического рукава, охлажденного в морозильной камере. Температура сбора постепенно увеличивается по мере использования при комнатной температуре. После использования находящуюся внутри одноразовую трубку для конденсации вынимают из внешнего металлического рукава и возвращают рукав в морозильную камеру. Конденсат извлекается из стенок конденсационной трубки с помощью плунжера и сбрасывается в резервуар с жидкостью для анализа.

Возможные применения

EBC имеет потенциальное применение в сочетании с анализом выдыхаемого воздуха. Существует значительный интерес к анализу выдыхаемого оксида азота в сочетании с анализом EBC, но, кроме того, анализ дыхания имеет множество применений. Хорошо известные примеры включают оценку уровня алкоголя в выдыхаемом воздухе, но другие включают неинвазивные измерения для оценки уровня глюкозы в крови, а также его использование для диагностики других системных и местных заболеваний легких, таких как рак легких.

Сноски

^ Лю, Дж., Конрад, Д.Х., Чоу, С., Тран, В.Х., Йейтс, Д.Х. и Томас, П.С. (2007) Устройства сбора влияют на компоненты конденсата выдыхаемого воздуха. Eur Respir J, 30 (4), 807–808.
^ Сидоренко Г.И., Зборовский Е.И. и др. (1980). «[Поверхностно-активные свойства конденсата выдыхаемого воздуха (новый метод исследования функции легких)]». Тер Арх 52(3): 65–8
^ Биков А., Лазар З., Шандл К., Антус Б.М., Лосончи Г., Хорват И. Упражнения изменяют летучие вещества в выдыхаемом воздухе, оцениваемые с помощью электронного носа. ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 98:(3), стр. 321–328. (2011)
^ Воган Дж., Нгамтракулпанит Л., Паевски Т.Н., Тернер Р., Нгуен Т.А., Смит А., Урбан П., Хом С., Гастон Б., Хант Дж. pH конденсата выдыхаемого воздуха — надежный и воспроизводимый анализ кислотности дыхательных путей. Eur Respir J. 2003 декабрь;22(6):889–94.
^ Биков А, Антус Б, Лошонци Г, Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха (глава 13). В: Хорват I, Дж. К. де Йонгсте (редакторы). Биомаркеры выдыхаемого воздуха: Клиническое руководство для специалистов по респираторным заболеваниям. 249 стр. Плимут: Журналы Европейского респираторного общества Ltd., 2010. стр. 173–182. (Монография Европейского респираторного общества; 49.)( ISBN 978-1-849840-05-7 )
^ Гайдочи Р., Биков А., Антус Б., Хорват И., Барнс П.Дж., Харитонов С.А. Оценка воспроизводимости концентрации перекиси водорода в выдыхаемом воздухе и влияния характера дыхания у здоровых людей. ЖУРНАЛ АЭРОЗОЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ И ЛЕГКОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ 24: (6), стр. 271–275. (2011)
^ Montuschi P Анализ конденсата выдыхаемого воздуха в респираторной медицине: методологические аспекты и потенциальное клиническое применение. Ther Adv Respir Dis. Октябрь 2007 г.; 1 (1): 5–23
^ Биков А., Гайдочи Р., Хузар Э., Сили Б., Лазар З., Антус Б., Лошончи Г., Хорват И. Упражнения увеличивают концентрацию цистеинил-лейкотриена в выдыхаемом воздухе у пациентов, страдающих астмой. ЖУРНАЛ АСТМЫ 47:(9), стр. 1057–1062. (2010)
^ Джексон А.С., Сандрини А., Кэмпбелл С., Чоу С., Томас П.С., Йейтс Д.Х. Сравнение биомаркеров в конденсате выдыхаемого воздуха и бронхоальвеолярном лаваже. Являюсь. Дж. Респир. Крит. Уход Мед. 2007 г.; 175(3): 222 – 227
^ Карпаньяно Дж.Э., Фоскино-Барбаро М.П., Спаневелло А., Реста О., Карпаньяно Ф., Муле Г., Пинто Р., Томмаси С., Парадизо А. Сигнатура микросателлитов 3p в конденсате выдыхаемого воздуха и опухолевой ткани пациентов с раком легких. Am J Respir Crit Care Med. 1 февраля 2008 г.; 177 (3): 337–41.
^ Лазар З., Червенак Л., Орош М., Галфи Г., Комлоши З.И., Биков А., Лошончи Г., Хорват И. Концентрация аденозинтрифосфата в конденсате выдыхаемого воздуха при астме. СУНДУК 138:(3) стр. 536–542. (2010)
^ Кришнан А., Чоу С., Томас П., Малуф М., Гланвилл А. и Йейтс Д. (2007). Пепсин конденсата выдыхаемого воздуха: новый неинвазивный маркер ГЭРБ после трансплантации легких. J Трансплантация сердца и легких, 26 ((2 Дополнение 1))
^ Массимо, К., Альберто, П., Романо, К., Росселла, А., Маттео, Г., Мария, В.В. и др. (2003). Нитраты в конденсате выдыхаемого воздуха больных с различными заболеваниями дыхательных путей. дои : 10.1016/S1089-8603(02)00128-3 . Оксид азота, 8 (1), 26–30.
^ Биков А., Пако Дж., Монтвай Д., Ковач Д., Коллер З., Лосончи Г., Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха снижается после перорального теста на толерантность к глюкозе. ЖУРНАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЫХАНИЯ 9:(4) с. 047112. (2015)
^ Биков А., Лазар З., Шандл К., Антус Б.М., Лосончи Г., Хорват И. Упражнения изменяют летучие вещества в выдыхаемом воздухе, оцениваемые с помощью электронного носа. ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 98:(3), стр. 321–328. (2011)
^ Биков А., Гайдочи Р., Хузар Э., Сили Б., Лазар З., Антус Б., Лошончи Г., Хорват И. Упражнения увеличивают концентрацию цистеинил-лейкотриена в выдыхаемом воздухе у пациентов, страдающих астмой. ЖУРНАЛ АСТМЫ 47:(9), стр. 1057–1062. (2010)
^ Биков А, Галффи Г, Тамаси Л, Бартусек Д, Антус Б, Лосончи Ги, Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха снижается во время бронхоспазма, вызванного физической нагрузкой. РЕСПИРОЛОГИЯ 19:(4) стр. 563–569. (2014)
^ Эсес Н., Биков А., Лазар З., Бохач А., Мюллер В., Стенцер Б., Риго Дж. Младший, Лошончи Г., Хорват И., Тамаси Л. Изменения pH конденсата выдыхаемого воздуха у здоровых беременных женщин и беременных женщин, страдающих астмой. ACTA OBSTETRICIA ET GYNECOLOGICA SCANDINAVICA 92:(5) стр. 591–597. (2013)

[1] Лю, Дж., Конрад, Д.Х., Чоу, С., Тран, В.Х., Йейтс, Д.Х. и Томас, П.С. (2007) Устройства сбора влияют на компоненты конденсата выдыхаемого воздуха. Eur Respir J, 30 (4), 807–808.

[2] Сидоренко Г.И., Зборовский Е.И. и др. (1980). «[Поверхностно-активные свойства конденсата выдыхаемого воздуха (новый метод исследования функции легких)]». Тер Арх 52(3): 65–8

[3] Биков А., Лазар З., Шандл К., Антус Б.М., Лосончи Г., Хорват И. Упражнения изменяют летучие вещества в выдыхаемом воздухе, оцениваемые с помощью электронного носа. ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 98:(3), стр. 321–328. (2011)

[4] Воган Дж., Нгамтракулпанит Л., Паевски Т.Н., Тернер Р., Нгуен Т.А., Смит А., Урбан П., Хом С., Гастон Б., Хант Дж. pH конденсата выдыхаемого воздуха — надежный и воспроизводимый анализ кислотности дыхательных путей. Eur Respir J. 2003 декабрь;22(6):889–94.

[5] Биков А, Антус Б, Лошонци Г, Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха (глава 13). В: Хорват I, Дж. К. де Йонгсте (редакторы). Биомаркеры выдыхаемого воздуха: Клиническое руководство для специалистов по респираторным заболеваниям. 249 стр. Плимут: Журналы Европейского респираторного общества Ltd., 2010. стр. 173–182. (Монография Европейского респираторного общества; 49.)( ISBN 978-1-849840-05-7 )

[6] Гайдочи Р., Биков А., Антус Б., Хорват И., Барнс П.Дж., Харитонов С.А. Оценка воспроизводимости концентрации перекиси водорода в выдыхаемом воздухе и влияния характера дыхания у здоровых людей. ЖУРНАЛ АЭРОЗОЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ И ЛЕГКОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ 24: (6), стр. 271–275. (2011)

[7] Montuschi P Анализ конденсата выдыхаемого воздуха в респираторной медицине: методологические аспекты и потенциальное клиническое применение. Ther Adv Respir Dis. Октябрь 2007 г.; 1 (1): 5–23

[8] Биков А., Гайдочи Р., Хузар Э., Сили Б., Лазар З., Антус Б., Лошончи Г., Хорват И. Упражнения увеличивают концентрацию цистеинил-лейкотриена в выдыхаемом воздухе у пациентов, страдающих астмой. ЖУРНАЛ АСТМЫ 47:(9), стр. 1057–1062. (2010)

[9] Джексон А.С., Сандрини А., Кэмпбелл С., Чоу С., Томас П.С., Йейтс Д.Х. Сравнение биомаркеров в конденсате выдыхаемого воздуха и бронхоальвеолярном лаваже. Являюсь. Дж. Респир. Крит. Уход Мед. 2007 г.; 175(3): 222 – 227

[10] Карпаньяно Дж.Э., Фоскино-Барбаро М.П., Спаневелло А., Реста О., Карпаньяно Ф., Муле Г., Пинто Р., Томмаси С., Парадизо А. Сигнатура микросателлитов 3p в конденсате выдыхаемого воздуха и опухолевой ткани пациентов с раком легких. Am J Respir Crit Care Med. 1 февраля 2008 г.; 177 (3): 337–41.

[11] Лазар З., Червенак Л., Орош М., Галфи Г., Комлоши З.И., Биков А., Лошончи Г., Хорват И. Концентрация аденозинтрифосфата в конденсате выдыхаемого воздуха при астме. СУНДУК 138:(3) стр. 536–542. (2010)

[12] Кришнан А., Чоу С., Томас П., Малуф М., Гланвилл А. и Йейтс Д. (2007). Пепсин конденсата выдыхаемого воздуха: новый неинвазивный маркер ГЭРБ после трансплантации легких. J Трансплантация сердца и легких, 26 ((2 Дополнение 1))

[13] Массимо, К., Альберто, П., Романо, К., Росселла, А., Маттео, Г., Мария, В.В. и др. (2003). Нитраты в конденсате выдыхаемого воздуха больных с различными заболеваниями дыхательных путей. дои : 10.1016/S1089-8603(02)00128-3 . Оксид азота, 8 (1), 26–30.

[14] Биков А., Пако Дж., Монтвай Д., Ковач Д., Коллер З., Лосончи Г., Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха снижается после перорального теста на толерантность к глюкозе. ЖУРНАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЫХАНИЯ 9:(4) с. 047112. (2015)

[15] Биков А., Лазар З., Шандл К., Антус Б.М., Лосончи Г., Хорват И. Упражнения изменяют летучие вещества в выдыхаемом воздухе, оцениваемые с помощью электронного носа. ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 98:(3), стр. 321–328. (2011)

[16] Биков А., Гайдочи Р., Хузар Э., Сили Б., Лазар З., Антус Б., Лошончи Г., Хорват И. Упражнения увеличивают концентрацию цистеинил-лейкотриена в выдыхаемом воздухе у пациентов, страдающих астмой. ЖУРНАЛ АСТМЫ 47:(9), стр. 1057–1062. (2010)

[17] Биков А, Галффи Г, Тамаси Л, Бартусек Д, Антус Б, Лосончи Ги, Хорват И. pH конденсата выдыхаемого воздуха снижается во время бронхоспазма, вызванного физической нагрузкой. РЕСПИРОЛОГИЯ 19:(4) стр. 563–569. (2014)

[18] Эсес Н., Биков А., Лазар З., Бохач А., Мюллер В., Стенцер Б., Риго Дж. Младший, Лошончи Г., Хорват И., Тамаси Л. Изменения pH конденсата выдыхаемого воздуха у здоровых беременных женщин и беременных женщин, страдающих астмой. ACTA OBSTETRICIA ET GYNECOLOGICA SCANDINAVICA 92:(5) стр. 591–597. (2013)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]