Fizjoterapia we wspomaganiu indukcji plwociny u dzieci z astmą

Wprowadzenie

Astma jest przewlekłą chorobą układu oddechowego dotykającą, w zależności od kraju, od 1% do 18% populacji¹. W Brazylii astma należy do chorób układu oddechowego o najwyższym współczynniku śmiertelności (pięć zgonów dziennie) i jest przyczyną ponad 120 tys. hospitalizacji rocznie² (przy populacji wielkości 212 mln – przyp. red.). W Polsce w 2019 r. na tę chorobę cierpiało 2,2 mln osób i doszło z jej powodu do udzielenia 36,2 świadczeń w szpitalach (przyp. red.).

Do głównych czynników wyzwalających napady i zaostrzenia astmy należą infekcje wirusowe, alergeny środowiskowe lub zawodowe, palenie, wysiłek i stres³. Zaostrzenia te charakteryzują się obstrukcją dróg oddechowych, stanem zapalnym i nadreaktywnością dróg oddechowych⁴. Choć astmę rozpoznaje się głównie na podstawie ustaleń klinicznych, należy przeprowadzić test funkcji oddechowej w celu potwierdzenia obstrukcji dróg oddechowych, szczególnie u nastolatków i osób dorosłych⁵. Kontrola astmy obejmuje ocenę objawów i ich zmniejszenie lub likwidację poprzez leczenie⁵. By osiągnąć te cele, należy kontrolować stan zapalny i określić fenotyp choroby.

Jeśli chodzi o ocenę astmy, łatwym do przeprowadzenia testem diagnostycznym jest indukcja plwociny, a liczba komórek w wydzielinie odzwierciedla charakter choroby i stopień stosowania się pacjenta do zaleceń⁶. U pacjentów po ukończeniu 6. roku życia do indukcji plwociny do badania cytologicznego stosuje się roztwór soli hipertonicznej. Jest to nieinwazyjna technika pozwalająca na ocenę liczby komórek stanu zapalnego, takich jak eozynofile i neutrofile⁷.

Pozyskiwanie indukowanej plwociny od pacjentów stabilnych często nastręcza trudności, a terapia oddechowa może poprawiać odkrztuszanie wydzieliny poprzez konkretne techniki i manewry. Szeroki zakres technik indukowania i odkrztuszanie plwociny obejmuje natężony wydech bez zamknięcia głośni (tzw. huffing), oscylacyjne dodatnie ciśnienie wydechowe (OPEP – oscillatory positive expiratory pressure), technikę natężonego wydechu (FET – forced expiratory technique)^8-10 i szereg innych¹¹. Urządzenie do terapii OPEP zmniejsza lepkosprężystość wydzieliny oskrzelowej¹².

Niektóre badania wykazały, że manewry fizjoterapeutyczne są bezpieczne i przynoszą zadowalające efekty odnośnie do indukcji plwociny u pacjentów z chorobami układu oddechowego^13,14. Badanie niniejsze miało na celu porównanie trzech różnych technik indukcji plwociny u dzieci z astmą i oszacowanie skuteczności zbierania indukowanej plwociny poprzez manewry fizjoterapeutyczne.

Metody

Badaniem objęto 38 dzieci i nastolatków z astmą z pediatrycznej przychodni pulmonologicznej Dziecięcego Instytutu Szpitala Klinicznego (Uniwersytet Sao Paulo). Uczestnicy byli w wieku od 7 do 18 lat i należeli do pacjentów z astmą dobrze kontrolowaną, według kryteriów Global Initiative for Astma 2017⁵. Byli wśród nich pacjenci stosujący steroidy wziewne w połączeniu z długo działającymi lekami z grupy beta2-agonistów. Wykluczano pacjentów z innymi przewlekłymi chorobami układu oddechowego (np. mukowiscydozą, dyskinezą rzęsek, zarostowym zapaleniem oskrzelików lub dysplazją oskrzelowo-płucną), tych, którzy nie byli w stanie wykonać testów funkcji oddechowej oraz tych z niewystarczającą ilością wydzieliny.

Głównym celem badania było ustalenie, czy techniki fizjoterapeutyczne, takie jak terapia OPEP, natężony wydech bez zamknięcia głośni i przyspieszenie przepływu wydechu, są bezpieczne i skuteczne w indukowaniu plwociny u dzieci z dobrze kontrolowaną astmą.

Drugorzędnym celem było oszacowanie, czy próbki zebrane przy użyciu 3% roztworu soli hipertonicznej i technik fizjoterapeutycznych mają dobrą jakość.

Projekt badania

Po rekrutacji przeprowadzono randomizację uczestników do jednej z trzech wykonywanych po kolei następujących technik: 1) technika z zastosowaniem 3% roztworu soli hipertonicznej (technika SH), 2) fizjoterapia (terapia OPEP, natężony wydech i przyspieszenie przepływu wydechu – technika F) i 3) sól hipertoniczna + fizjoterapia (technika SHF). Każdy pacjent odbył trzy wizyty, podczas których indukowano plwocinę z wykorzystaniem za każdym razem innej techniki, z 7-dniowymi przerwami między wizytami.

W badaniu uczestniczyło 38 dzieci z astmą obojga płci. Pozyskano w nim 99 próbek plwociny. Troje dzieci wykluczono z badania, ponieważ pobrane od nich próbki nie osiągnęły objętości 2 ml, jaka jest uważana za niezbędną według kryteriów akceptacji próbek15, dwoje dzieci wykluczono z powodu zachorowania na grypę, tak więc ostatecznie populacja badania wyniosła 33 osoby.

Funkcja oddechowa

Na początku każdej wizyty – przed i po inhalacji z zastosowaniem 200 μg salbutamolu (lek rozszerzający płuca) – przeprowadzano badanie spirometryczne, zgodnie z wytycznymi American Thoracic Society. Jeśli pacjenci nie doświadczali dyskomfortu oddechowego i nie występowało u nich zmniejszenie funkcji oddechowej o więcej niż 20%, wykonywano indukcję plwociny przy użyciu jednej z technik i powtarzano spirometrię. Spirometria oceniała standardowe parametry – wartości natężonej objętości wydechowej pierwszosekundowej (FEV1), szczytowego przepływu wydechowego (PEF) oraz nasilonej pojemności życiowej (FVC) w pierwszej sekundzie natężonego wydechu (FEV1/FVC)17.

Indukcja plwociny

Po badaniu spirometrycznym zbierano próbki plwociny przy użyciu jednej z trzech technik.

1. Technika indukcji plwociny przy użyciu 3% roztworu soli hipertonicznej (technika SH): Dzieci otrzymywały nebulizację z roztworem przez 7 minut. Jeśli objętość próbki plwociny była niewystarczająca, powtarzano nebulizację do trzech razów. Po każdej nebulizacji monitorowano funkcję oddechową poprzez odczyt wartości PEF (spirometria). Jeśli sól hipertoniczna nie wywołała zmniejszenia PEF o co najmniej 20%, wykonywano następną nebulizację17,18.
2. Indukcja plwociny przy pomocy manewrów fizjoterapeutycznych (technika F): Klatka piersiowa siedzącego pacjenta była nachylona pod kątem 45°. Wydawano polecenie, by pacjent wykonywał spokojne i długie wydechy podczas powtarzanej terapii OPEP przy użyciu urządzenia Flutter®, w sposób ciągły przez 5 minut (ryc. 1). Następnie pacjent kładł się na wznak i przechodził kolejne 5 minut techniki natężonego wydechu z otwartymi ustami/głośnią (FET/huffing) w połączeniu z przyspieszeniem przepływu wydechu. Technikę tę przeprowadzał jeden fizjoterapeuta, który kładł jedną dłoń na wyrostku mieczykowatym pacjenta, a drugą na rękojeści jego mostka (ryc. 2)9. Po zakończeniu manewru pacjentowi polecano wykrztusić plwocinę do sterylnego pojemnika.
3. Indukcja plwociny przy użyciu 3% roztworu soli hipertonicznej w połączeniu z manewrami fizjoterapeutycznymi (technika SHF): Najpierw przeprowadzano u pacjenta indukcję plwociny przy pomocy jednej inhalacji z roztworem soli przez 7 minut. Następnie pacjent przechodził 5 minut terapii OPEP i 5 minut techniki natężonego wydechu, opisanych powyżej. Po trzecie, pacjent wykrztuszał plwocinę do sterylnego pojemnika.

Ryc. 2. Technika natężonego wydechu (huffing) związana z przyspieszonym
przepływem wydechu. Terapeuta kładzie jedną rękę na rękojeści mostka pacjenta,
a drugą na jego wyrostku mieczykowatym. Następnie terapeuta przysuwa ręce
do siebie podczas wydechu dziecka, przyspieszając przepływ powietrza, podczas
gdy pacjent jednocześnie wydycha powietrze z otwartą głośnią i ustami podczas
skurczu mięśni brzucha.

Analiza próbek

Próbki plwociny poddano analizie według wcześniej ustalonego protokołu18. Określano liczbę komórek różnych rodzajów znajdujących się w próbkach. Próbki były akceptowane, jeśli objętość plwociny wynosiła co najmniej 2 ml, liczba komórek podstawnych nie przekraczała 80% i jeśli uzyskiwano co najmniej 200 komórek zapalnych15.

Wyniki

W badaniu prowadzonym od stycznia 2016 r. do lipca 2018 r. wzięło udział 33 dzieci z astmą (18 chłopców i 15 dziewcząt). Ich średni wzrost wynosił 1,44 m, a średnia waga 43,28 kg. Funkcję oddechową oceniono przed i po inhalacji z salbutamolem i po indukcji plwociny. Nie stwierdzono różnic w parametrach FEV1, PEF i FEV1/FVC między poszczególnymi technikami. Żaden z 33 pacjentów z astmą nie doświadczył żadnych powikłań podczas badań funkcji oddechowej ani po nich.

Wszystkie próbki plwociny uzyskane przy pomocy technik F i SHF były wystarczające. Przy zastosowaniu techniki SH u trojga dzieci próbki miały niewystarczającą objętość, więc wykluczono je z badania podczas pierwszej wizyty. Podczas indukcji plwociny przy pomocy soli hipertonicznej konieczne było dwukrotne powtórzenie nebulizacji w 9 przypadkach i trzykrotne w 10 przypadkach; jednakże w większości przypadków wystarczała jedna nebulizacja. Czas indukcji podczas zastosowania techniki SHF był wyższy niż przy innych technikach. We wszystkich próbkach odsetek żywotnych komórek wynosił co najmniej 80%, przy czym technika SH dała większe wartości niż technika SHF. Waga plwociny była wyższa przy technice SHF niż przy technice SH. Oceniono całkowitą liczbę komórek oraz odsetek komórek różnicowych (makrofagów, neutrofilów, limfocytów i eozynofilów), przy czym we wszystkich trzech technikach zaobserwowano taki sam profil zapalny (tabela 1).

Tabela 1. Charakterystyka pozyskanych próbek plwociny SH – sól hipertoniczna; F – fizjoterapia; SHF – sól hipertoniczna + fizjoterapia; wartość p określa znaczenie statystyczne: * - w porównaniu z SH i F; ** w porównaniu z SH; nz – nieznacząca. Czas indukcji był dłuższy przy technice SHF niż przy technice F. Masa plwociny była wyższa przy technice SHF niż przy innych technikach. Przy technice SHF uzyskano mniejszą liczbę żywotnych komórek niż przy pozostałych technikach.

Omówienie

Badanie niniejsze porównuje wydajność trzech metod indukcji plwociny: manewrów fizjoterapeutycznych (technika F), soli hipertonicznej (technika SH) oraz połączenia manewrów fizjoterapeutycznych z solą hipertoniczną (technika SHF). W badaniu wzięło udział początkowo 38 dzieci, ale troje wykluczono z powodu uzyskania niewystarczającej objętości plwociny przy zastosowaniu techniki SH, a dwoje z powodu grypy. Wszystkie próbki uzyskane przy pomocy technik F i SHF były odpowiednie i dobrej jakości według kryteriów akceptacji próbek. Przed i po podaniu wziewnym salbutamolu oraz po indukcji plwociny oceniono funkcję oddechową. Nie zaobserwowano różnic między metodami w parametrach FEV1, PEF i FEV1/FVC, przy wzroście FEV1 po podaniu leku rozszerzającego oskrzela. Choć masa plwociny była większa przy zastosowaniu techniki SHF, masa osadu była większa przy technice F, która dodatkowo miała przewagę krótszego czasu potrzebnego na jej przeprowadzenie. Ponadto próbki otrzymane przy technice F miały większy odsetek żywotnych komórek niż próbki z techniki SHF. Podczas indukcji plwociny ani po zakończeniu techniki żaden z pacjentów nie odczuwał dyskomfortu ani ograniczenia oddechu, co pozostaje w zgodzie z wynikami uzyskanymi u osób dorosłych z astmą9. Fizjoterapia oferowana pacjentom może poprawiać stan pacjenta, jego jakość życia, zwiększać wydolność krążeniowo-oddechową i maksymalne ciśnienie wdechowe oraz zmniejszać objawy i stosowanie leków i poprawiać oczyszczanie dróg oddechowych19. Ponadto od wszystkich pacjentów poddawanych indukcji plwociny poprzez manewry fizjoterapeutyczne pobrano próbki spełniające kryteria akceptacji.

Głównym celem niniejszego badania było wykazanie skuteczności manewrów fizjoterapeutycznych w pozyskiwaniu próbek plwociny do analizy profilu komórkowego od dzieci z astmą. Zaobserwowano w nim, że indukcja plwociny

przy pomocy manewrów fizjoterapeutycznych (techniki F i SHF) była udana u wszystkich pacjentów. O podobnym sukcesie donosiło także inne badanie, które wykazało skuteczność środków fizycznej i mechanicznej manipulacji przepływu powietrza w mobilizacji wydzieliny i pozyskiwaniu próbek plwociny19,20. Poza tym Morsch i wsp.9 wykazali, że włączenie manewrów fizjoterapeutycznych do pozyskiwania plwociny przyczyniło się do zwiększenia masy próbek u pacjentów z astmą. Należy także podkreślić, że czas indukcji plwociny przy manewrach fizjoterapeutycznych był taki sam we wszystkich technikach zastosowanych w niniejszym badaniu. Dodatkowo wykazano, że techniki oczyszczania dróg oddechowych nasilają transport wydzieliny i funkcję płuc20. Wszyscy pacjenci, którzy przeszli indukcję plwociny poprzez manewry fizjoterapeutyczne, dostarczyli próbki spełniające kryteria akceptacji, co wskazuje, że techniki te są skuteczne i bezpieczne. Tymczasem gdy zastosowano 3% roztwór soli hipertonicznej do indukcji plwociny współczynnik sukcesu wyniósł około 90%. Najprawdopodobniej ten wysoki współczynnik przy technice SH może wiązać się z faktem, że u wszystkich pacjentów astma była dobrze kontrolowana i współczynnik ten może być obniżony w innych warunkach klinicznych. Palomino i wsp.21 uzyskali współczynnik sukcesu na poziomie 67% u dzieci z astmą. Inne badania z udziałem pacjentów z różnym nasileniem astmy wykazały współczynniki sukcesu wynoszące 56%22, 70%17, 84%23 i 95%24.

Ilość eozynofilów i neutrofilów w wydzielinie stanowi dobry wskaźnik stanu zapalnego dróg oddechowych i może być ważnym parametrem diagnostycznym i prognostycznym17,25. Analiza indukowanej plwociny to bezpieczna metoda oceniania markerów stanu zapalnego w różnych chorobach, takich jak astma kontrolowana i niekontrolowana26, przewlekła obturacyjna choroba płuc27 czy ciężkie zapalenie płuc u dzieci28. Jeśli chodzi o analizę markerów stanu zapalnego w trzech technikach indukcji, nie stwierdzono żadnych znaczących różnic między odsetkiem eozynofilów, neutrofilów, makrofagów czy limfocytów, jako że wszystkie trzy techniki miały ten sam profil zapalny. Manewry fizjoterapeutyczne nie tylko zmniejszają ilość materiału infekcyjnego i mediatorów stanu zapalnego w drogach oddechowych, ale także zmniejszają uszkodzenia tkanki spowodowane stanem zapalnym zależnym od gospodarza. Łagodzi to mechaniczne konsekwencje powodowane przez wydzieliny obstrukcyjne, takie jak hiperinflacja (rozdęcie), niedodma, nieprawidłowa dystrybucja wentylacji, niedopasowanie wentylacji i perfuzji oraz zwiększony wysiłek oddechowy. Manewry fizjoterapeutyczne oferują najbardziej ekonomiczną terapię i krótszy czas przeprowadzenia procedur niż inne techniki29. W niniejszym badaniu zastosowane manewry fizjoterapeutyczne były skuteczne i mogły polepszać odkrztuszanie plwociny z dróg oddechowych. Poza pozyskaniem komórek zapalnych manewry te pozwoliły na pozyskanie oderwanych komórek nabłonka, które także są ważne w patofizjologii tej choroby30-32. Choć wydawało się, że odsetek komórek nabłonka był wyższy w grupie z fizjoterapią, nie zaobserwowano znaczących różnic między grupami. Ponadto wcześniej opisywano, że dopuszczalna jest ilość komórek podstawnych poniżej 80%33, a żywotne komórki muszą stanowić ponad 50%34 w próbkach plwociny.

Badanie spirometryczne

Autorzy badania są świadomi jego ograniczeń. Badanie to przeprowadzono na niewielkiej próbie, a randomizację przeprowadzono jedynie na etapie wstępnym, ale już nie przy kolejnych indukcjach. Poza tym oceniono jedynie czas indukcji poszczególnych technik, a nie ich współczynniki kosztów do korzyści. Ważne, by porównać koszty usług pracowników ochrony zdrowia przy pozyskiwaniu próbek oraz koszty materiałów i sprzętu wymaganego do przeprowadzenia każdej z technik. Ponadto ważne byłoby oszacowanie markerów stanu zapalnego w supernatancie próbek plwociny, by wykazać zgodność między poszczególnymi technikami.

Indukcję plwociny uważa się za badanie minimalnie inwazyjne, bez względu na zastosowaną technikę. Mimo to należy zbadać bezpieczeństwo tych technik przy użyciu kwestionariuszy wypełnianych przed i po każdej indukcji w celu sprawdzenia dyskomfortu oddechowego pacjentów.

Badanie niniejsze potwierdza, że indukcja plwociny poprzez manewry fizjoterapeutyczne u dzieci i nastolatków jest bezpieczna i umożliwia fizjoterapeutom mobilizację wydzieliny bez wywoływania u pacjentów skurczu oskrzeli.

Przy użyciu manewrów fizjoterapeutycznych możliwa jest indukcja plwociny o takiej samej jakości, jak przy technice stanowiącej złoty standard (sól hipertoniczna), bez dyskomfortu ani ograniczeń oddechowych u dzieci i nastolatków z astmą. Ponadto współczynnik kosztów do korzyści przy zastosowaniu tej techniki jest bardziej korzystny niż przy technice standardowej ze względu na użycie mniejszej ilości materiałów i sprzętu.

Wniosek

Fizjoterapeutyczna technika zbierania plwociny pozwoliła na skuteczne pozyskanie żywotnych komórek w próbkach wydzieliny i uzyskanie tej samej ilości plwociny co przy zastosowaniu techniki złotego standardu (sól hipertoniczna). Ponadto te manewry fizjoterapeutyczne okazały się bezpieczne u dzieci i nastolatków z dobrze kontrolowaną astmą.

Źródło: Clinics. 2020; 75:e1512 ©2020 Clinics Adaptacja: Katarzyna Bogiel Na podstawie licencji CC BY (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)