Vnitr Lek 2009, 55(11):1035-1042

Porovnání struktury a funkce nazální a bronchiální sliznice u nemocných s CHOPN (pilotní projekt ciliární studie)

V. Koblížek1,*, T. Dobešová1, F. Salajka1, E. Čermáková2, M. Tomšová3, D. Pohnětalová3, P. Papoušek4, V. Bartoš1, Z. Paráková1, J. Ruta1, V. Sedlák1
1 Plicní klinika Lékařské fakulty UK a FN, přednosta doc. MUDr. František Salajka, CSc.
2 Ústav lékařské biofyziky Lékařské fakulty UK Hradec Králové, přednosta doc. Ing. Josef Hanuš, CSc.
3 Fingerlandův ústav patologie Lékařské fakulty UK a FN Hradec Králové, přednosta prof. MUDr. Aleš Ryška, Ph.D.
4 Ústav patologické fyziologie Lékařské fakulty UK Hradec Králové, přednosta prof. MUDr. Miroslav Kuba, CSc.

Úvod:
V poslední době je široce diskutován možný koncept jednotných dýchacích cest charakterizovaný plynulým přechodem patologických změn ze sliznice dolních dýchacích do horních dýchacích cest (případně obráceně). Tato hypotéza je téměř bez výhrad přijímána u osob trpících bronchiálním astmatem. Nověji se o pan-respiračním zánětlivém postižení můžeme dozvědět i z některých prací autorů zkoumajících funkční a strukturální parametry nazální a bronchiální sliznice u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí (CHOPN).

Cíl:
Předmětem naší práce je právě ověření této hypotézy u nemocných s CHOPN, a to pomocí porovnání struktury a funkce respiračních cilií z oblasti nazální a bronchiální sliznice. Předpokládáme nalezení minimálních nebo žádných rozdílů mezi strukturou a funkcí nazálních a bronchiálních cilií.

Metody:
Jednalo se o observační, průřezovou studii nemocných se stabilní CHOPN, kteří byli bronchoskopicky vyšetřováni v celkové intravenózní propofolové anestezii pro suspekci na bronchogenní karcinom. Vyšetřovali jsme nativní vzorky nazální a bronchiální sliznice, a to pomocí digitální vysokorychlostní mikroskopie (analyzována byla frekvence ciliárních kmitů - CBF, stupeň ciliární dyskineze, přítomnost akineze a výskyt dlaždicobuněčné metaplazie respiračních epitelií). Při statistickém hodnocení odlišností mezi vzorky obou lokalit bylo použito párového t-testu (signifikantní úroveň α = 0,05). Ke zjišťování asociací byl použit κ koeficient.


Soubor:
Během let 2006-2007 jsme do studie zahrnuli 17 nemocných (13 mužů) se stabilní fází onemocnění (minimálně 6 týdnů bez exacerbace) průměrného věku 64,2 (47-80, ± 9,7), průměrné FEV1 61 % (21-81, ± 15) s trvající dlouholetou anamnézou aktivního nikotinizmu (průměr 42 balíčkoroků ± 22,8) a s přítomností bronchitického (tj. expektoračního) fenotypu CHOPN.

Výsledky:
Nebyl nalezen žádný rozdíl v průměrné CBF mezi oblastí sliznice dolních (CBF bronchiálního vzorku 5,9 Hz ± 1,2) a horních (CBF nazálního vzorku 6,0 Hz ± 1,3) dýchacích cest (p = 0,427). Byla také dokumentována středně významná asociace mezi výskytem dlaždicobuněčné metaplazie (κ = 0,485) a indexem ciliární dyskineze (κ = 0,733) v obou slizničních lokalitách. Přítomnost akinetických cilií v nosní a bronchiální lokalizaci byla asociována pouze lehce (κ = 0,282).

Závěr:
Nenalezli jsme žádný rozdíl mezi frekvencí kmitání nazálních a bronchiálních cilií u nemocných se stabilní fází CHOPN. Naopak jsme prokázali středně silnou asociaci mezi výskytem dlaždicobuněčné metaplazie a indexem ciliární dyskineze na sliznici obou částí dýchacích cest. Naše pozorování podporuje koncept jednotných dýchacích cest. Ke zobecnění našich dat bude však třeba dalších prací.

Klíčová slova: nazální sliznice; bronchiální sliznice; chronická obstrukční plicní nemoc; ciliární studie; frekvence ciliárních kmitů; ciliární dyskineze; dlaždicobuněčná metaplazie

Examination of function and structure of respiratory cilia of adult patients suffering from chronic obstructive pulmonary disease (COPD) - comparison of nasal and bronchial mucosa (pilot of CILIARY STUDY)

Introduction:
Borderline between upper and lower respiratory tract pathology is probably artificial (bronchial asthma). Also inflammation of bronchial mucosa during chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is likely combined with inflammatory involvement of nasal mucosa. Ciliary edge of respiratory epithelium is very important part of mucosa layer.

Aim:
To investigate and compare nasal and bronchial ciliary beat frequency (CBF), degree of nasal and bronchial ciliary dyskinesia, presence of ciliary akinesia and incidence of spinocellular metaplasia in the both mucosa localities among of stable COPD patients (pts).

Method:
Nasal and bronchial mucosa were obtained in the course of bronchoscopy examination of COPD pts in general intravenous anesthesia. Native samples of mucosa tissue were assessed by digital high-speed video microscopy (1,000× magnification). Paired t-test was used to evaluate differences in average frequencies. Significance level was α = 0.05. Mode was used to describe "index of dyskinesia", as a measure of association was used κ coefficient.

Material:
Seventeen COPD pts (6 weeks free of exacerbation) at the age 47-80 (average 64.2 years ± 9,7) were examined (13 male), average FEV1 61% predic. value (21-81, ± 15). All patients were active smokers (average 42 pack years ± 22.8) and all suffered from bronchitic (daily sputum production) phenotype of COPD.

Results:
We did not find any difference in average ciliary beat frequencies between nose (6,0 Hz ± 1.3) and bronchus (5.9 ± 1.3) locality (p = 0.427). We find weak association between nose and bronchus in "ciliary akinesia" (κ = 0.282) but medium association in "metaplasia" (κ = 0.485), in index of dyskinesia (κ = 0.733).

Conclusion:
We did not find in our data any difference in nasal and bronchial ciliary beat frequencies and we found medium association between nasal and bronchial spinocellular metaplasia and index of ciliary dyskinesia. Possible generalization of these results would require further investigation and analysis.

Keywords: nasal mucosa; bronchial mucosa; chronic obstructive pulmonary disease; ciliary study; ciliary beat frequency; ciliary akinesia; spinocellular metaplasia

Vloženo: 26. leden 2009; Přijato: 23. červen 2009; Zveřejněno: 1. listopad 2009  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Koblížek V, Dobešová T, Salajka F, Čermáková E, Tomšová M, Pohnětalová D, et al.. Porovnání struktury a funkce nazální a bronchiální sliznice u nemocných s CHOPN (pilotní projekt ciliární studie). Vnitr Lek. 2009;55(11):1035-1042.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Agius A, Wake M, Pahor A et al. Smoking and middle ear ciliary beat frequency in otitis media with effusion. Acta Otolaryngol 1995; 115: 44-49. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Agius A, Smallman L, Pahor A. Age, smoking and ciliary beat frequency. Clin Otolaryngol Allied Sci 1998; 23: 227-230. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Agnew J, Little F, Pavia D et al. Mucus clearance from the airways in chronic bronchitis - smokers and ex-smokers. Bull Eur Physiopathol Respir 1982; 18: 473-484. Přejít na PubMed...
    4. Atef A, Zeid I, Qotb M et al. Effect of passive smoking on ciliary regeneration of nasal mucosa after functional endoscopic sinus surgery in children. J Laryngol Otol 2009; 123: 75-79. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Barnes PJ, Shapiro SD, Pauwels RA. New treatments for chronic obstructive pulmonary disease: molecular and cellular mechanisms. Eur Respir J 2003; 22: 672-688. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Barnes PJ. Mechanisms in chronic obstructive pulmonary disease: comparisons with asthma. PG 17 An expert view of the differences between astma and COPD. ERS Berlin 2008 Congress - Course Educational Material 5-19. Přejít k původnímu zdroji...
    7. Braiman A, Priel Z. Efficient mucociliary transport relies on efficient regulation of ciliary beating. Respir Physiol Neurobiol 2008; 163: 202-207. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Celli B. Update on the Management of COPD. Chest 2008; 133: 1451-1462. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Corren J, Adinoff A, Buchmeier A et al. Nasal beclomethasone prevents the seasonal increase in bronchial responsiveness in patients with allergic rhinitis and asthma. J Allergy Clin Immunol 1992; 90: 250-256. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Corren J. Allergic rhinitis and asthma: How important is the link? J Allergy Clin Immunol 1997; 99: S781-S786. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Devalia J, Sapsford R, Wells C et al. Culture and comparison of human bronchial and nasal epithelial cells in vitro. Respir Med 1990; 84: 303-312. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Devalia J, Davies R. Human nasal and bronchial epithelial cells in culture: an overview of their characteristics and function. Allergy Proc 1991; 12: 71-79. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Doran S, Koss R, Tran C et al. Effect of serotonin on ciliary beating and intracellular calcium concentration in identified population of embryonic ciliary cells. J Exp Biol 2004; 207: 1415-1429. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Fliegauf M, Olbrich H, Horvath J et al. Mislocalization of DNAH5 and DNAH9 in respiratory cells from patients with primary celiary dyskinesia. Am J Respir Crit Care Med 2005; 171: 1343-1349. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Fontanari P, Burnet H, Zattara-Hartmann MC et al. Changes in airway resistance induced by nasal inhalation of cold dry, dry, or moist air in normal individuals. J Appl Physiol 1996; 81: 1739-1743. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Gaga M, Lambrou P, Papageorgiou N et al. Eosinophils are a feature of upper and lower airway pathology in non-atopic asthma, irrespective of the presence of rhinitis. Clin Exp Allergy 2000; 30: 663-669. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Goodman R, Yergin B, Landa J et al. Relationship of smoking history and pulmonary function tests to tracheal mucous velocity in nonsmokers, young smokers, ex-smokers and patients with chronic bronchitis. Am Rev Respir Dis 1978; 117: 205-214.
    18. Gross RD, Atwood CW jr, Ross SB et al. The coordination of breathing and swallowing in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2009; 176: 559-565. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Hens G, Hellings P. The nose: gatekeeper and trigger of bronchial disease. Rhinology 2006; 44: 179-187. Přejít na PubMed...
    20. Hurst JR, Kuchai R, Michael P et al. Nasal symptoms, airway obstruction and disease severity in chronic obstructive pulmonary disease. Clin Physion Funct Imaging 2006; 26: 251-256. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Hurst JR, Perera WR, Wilkinson TM et al. Systemic and upper and lower airway inflammation at exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit 2006; 173: 71-78. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Chilvers MA, O'Callaghan C. Analysis of ciliary beat pattern and beat frequency using digital high speed imaging: comparison with the photomultiplier and photodiode methods. Thorax 2000; 55: 314-317. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Chilvers M, McKean M, Rutman A et al. The effects of coronavirus on human nasal ciliated respiratory epithelium. Eur Respir J 2001; 18: 965-970. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Chilvers M, Rutman A, O'Callaghan CO. Functional analysis of cilia and ciliated epithelial ultrastructure in healthy children and young adults. Thorax 2003; 58: 333-338. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Chlumský J, Štěrbová L, Smolíková L et al. Vztah ventilačních plicních parametrů, tolerance fyzické zátěže a kvality života u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí. Vnitř Lék 2002; 48: 320-324. Přejít na PubMed...
    26. Ishijima S. High-speed video microscopy of flagella and cilia. Methods Cell Biol 1995; 47: 239-243. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Kašák V. Exacerbace chronické obstrukční nemoci. In: Kašák V, Koblížek V (eds). Naléhavé stavy v pneumologii. Praha: Maxdorf Jessenius 2008: 250-275.
    28. Kim J, Rubin B. Nasal and sinus inflammation in chronic obstructive pulmonary disease. COPD 2007; 4: 163-166. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Kim J, Rubin B. Nasal and sinus involvement in chronic obstructive pulmonary disease. Curr Opin Pulm Med 2008; 14: 101-104. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Kharitonov S, Pedersen L. Inhaled Mannitol and Ciliary Beat Frequency in COPD Patients. London: Imperial College 2007.
    31. Koblížek V, Salajka F, Čermáková E et al. Vztah mezi kvalitou života a BODE indexem u bývalých kuřáků ve stabilní fázi chronické obstrukční plicní nemoci. Vnitř Lék 2009; 55: 940-947. Přejít na PubMed...
    32. Kopecký O, Lukešová Š, Koblížek V et al. Pozdní komplikace chronických zánětů respiračního traktu u nemocných s běžnou variabilní imunodeficiencí. Vnitř Lék 2006; 52: 1021-1029. Přejít na PubMed...
    33. Leynaert B, Bousquet J, Neukirch C et al. Perennnial rhinitis: An independent risk factor for asthma in nonatopic subjects: Results from the European Community Respiratory Health Survey. J Allergy Clin Immunol 1999; 104: 301-304. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Musil J. Léčba chronické obstrukční plicní nemoci. Praha: Grada 1999.
    35. Nihlén U, Andersson M, Löfdahl CG et al. Nasal neutrophil activity and mucinous secretory responsiveness in COPD. Clin Physiol Funct Imaging 2003; 23: 138-142. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Pauk N. Současné možnosti léčby CHOPN. Stud Pneumol Phtiseol 2008; 5: 182-190.
    37. Pifferi O, Cangiotti A, Ragazzo V et al. Primary ciliary dyskinesia: Diagnosis in Children with inconclusive ultrastructural evaluation. Pediiatr Allergy Imunol 2001; 12: 274-282. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Pistolesi M, Camiciottoli G, Paoletti M et al. Identification of a predominant COPD phenotype in clinical practice. Respir Med 2008; 102: 367-376. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Raphael J, Strupish J, Selwyn D et al. Recovery of respiratory ciliary function after depression by inhalation anaesthetic agents: an in vitro study using nasal turbinate explants. Br J Anaesth 1996; 76: 854-859. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Rankin H, Moody A, Moate R et al. Elevated oxygen fraction reduces cilial abundance in explanted human bronchial tissue. Ultrastruct Pathol 2007; 31: 339-346. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Roberts N, Lloyd-Owen S, Rapado F et al. Relationship between chronic nasal and respiratory symptoms in patients with COPD. Respir Med 2003; 97: 909-914. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Rogers DF. Mucus pathophysiology in COPD: differences to asthma, and pharmacotherapy. Monaldi Arch Chest Dis 2000; 55: 324-332. Přejít na PubMed...
    43. Rogers DF. Airway Mucus Secretion. In: Barnes PJ (ed). Chronic Obstructive Pulmonary Disease, Cellular and Molecular Mechanisms. Boca Raton, FL: Taylor Francis 2005: 83-111. Přejít k původnímu zdroji...
    44. Rutland J, Griffin W, Cole P. Human ciliary beat frequency in epithelium from intrathoracic and extrathoracic airways. Am Rev Respir Dis 1982; 125: 100-105.
    45. Salajka F. Proč hodnotit kvalitu života nemocných s bronchiální obstrukcí? Vnitř Lék 1999; 45: 480-483. Přejít na PubMed...
    46. Salajka F. Kvalita života nemocných s chronickou obstrukční plicní nemocí. Stud Pneumol Phtizeol 1997; 57: 137.
    47. Salajka F. Kvalita života nemocných s bronchiální obstrukcí. Stud Pneumol Phtizeol 1997; 57: 262-254.
    48. Samolinski B, Szczesnowicz-Dabrowska P. Relationship between inflammation of upper and lower respiratory airways. Otolaryngol Pol 2002; 56: 49-55. Přejít na PubMed...
    49. Santamaria F, Grillo G, Sarnelli P et al. Ciliary motility at light microscopy: a screening technique for ciliary defects? Acta Paediatr 1999; 88: 853-857. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Sisson J, Stoner J, Ammons B et al. All-digital image capture and whole - field analysis of ciliary beat frequency. J Microsc 2003; 211: 103-111. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. Shirakami G, Li D, Zhan X et al. Propofol stimulates ciliary motility via the nitric oxide-cyclic GMP pathway in cultured rat tracheal epithelial cells. Anesthesiology 2000; 93: 482-488. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    52. Sridhar S, Schembri F, Zeskind J et al. Smoking-induced gene expression changes in the bronchial airway are reflected in nasal and buccal epithelium. BMC Genomics 2008; 9: 259. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    53. Stanley P, Wilson R, Greenstone M et al. Effect of cigarette smoking on nasal mucociliary clearance and ciliary beat frequency. Thorax 1986; 41: 519-523. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    54. Togias AG. Systemic immunologic and inflammatory aspects of allergic rhinitis. J Allergy Clin Immunol 2000; 106 (Suppl 5): S247-S250. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Vachier I, Vignola AM, Chiappara G et al. Inflammatory features of nasal mucosa in smokers with and without COPD. Thorax 2004; 59: 303-307. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. van der Schans C, Piers D, Beekhuis H et al. Effect of forced expirations on mucus clearance in patients with chronic airflow obstruction: effect of lung recoil pressure. Thorax 1990; 45: 623-627. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    57. Verra F, Fleury-Feith J, Boucherat M et al. Do nasal ciliary changes reflect bronchial changes? An ultrastructural study. Am Rev Respir Dis 1993; 147: 908-913. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    58. Vondra V, Reisová M, Malý M. Metodologie zjišťování kvality života u nemocných s bronchiální obstrukcí. Stud Pneumol Phtiseol 2000; 60: 57-62.
    59. Vondra V, Reisová M, Malý M. Kvalita života u nemocných s bronchiální obstrukcí. Stud Pneumol Phtiseol 2000; 60: 73-76.
    60. Vondra V, Reisová M, Malý M. Kvalita života u nemocných s chronickou obstrukční plicní nemocí a bronchiálním astmatem. Čas Lék Čes 1998; 137: 455-459.
    61. Watson WT, Becker AB, Simons FE. Treatment of allergic rhinitis with intranasal corticosteroids in patients with mild asthma: Effect on lower airway responsiveness. J Allergy Clin Immunol 1993; 91: 97-101. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    62. Wright A, Holberg C, Martinez F et al. Epidemiology of physician-diagnosed allergic rhinitis in childhood. Pediatrics 1994; 94: 895-901. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    63. Yawn B, Yunginger J, Wollan P et al. Allergic rhinitis in Rochester, Minnesota residents with asthma: Frequency and impact on health care charges. J Allergy Clin Immunol 1999; 103: 54-59. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    64. Youngil I, Inseon S. Relationship between Nasal and Bronchial Responsiveness in Perennial Allergic Rhinitic Patients with Asthma. Int Arch Allergy Immunol 2002; 129: 341-347. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Vnitřní lékařství

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.