The major objective of this project was to examine the potential for mediators of IgE-mediated allergic reactions to alter neural activity. The project was divided into three parts. In Part I, the ability of endogenously released chemical mediators to alter neural activity in vitro was assessed by measuring isometric contractile responses to electrical field stimulation (EFS) (2-128 Hz, 20 V, 0.5 msec. duration) of sensitized rabbit bronchi before and after exposure to the antigen horseradish peroxidase (HRP). Antigen enhanced bronchial responses to EFS with low frequencies: mean log (± S.E.) frequency which produced 20% of maximum response decreased from 1.04 (± 0.05) to 0.90 (± 0.07) Hz (p < 0.05). Responses of unsensitized bronchi were not enhanced by antigen. Chlorpheniramine, an H₁ antagonist, abolished the antigen effect. Antigen did not enhance the responses to exogenous acetylcholine. Hence, the antigen is apparently modulating neural activity and not smooth muscle per se. In Part II, the capacity for histamine to modulate vagally-induced bronchoconstriction in anesthetized, vagotomized, mechanically-ventilated rabbits was examined in vivo. Changes in pulmonary resistance induced by electrically stimulating the cut ends of the vagi (2-32 Hz, 20 V, 0.5 msec. duration) were assessed before and 10 minutes after histamine aerosolization (10 breaths of 10 mg/ml). Histamine inhalation potentiated vagally-induced bronchoconstriction at low frequencies: mean log (± S.E.) frequency producing a 20% change in pulmonary resistance decreased from 0.88 (± 0.09) to 0.56 (± 0.15) (p < 0.05). Chlorpheniramine abolished this effect. In Part III, the dependence on IgE antibodies of the in vitro modulation of neurally-induced contraction of sensitized bronchi was investigated. Rabbits were passively immunized with fractions enriched with HRP-specific IgE, IgG, or IgM antibodies. After 72 hours, rabbits were sacrificed and the responses of bronchi to EFS were assessed before and after antigen challenge. Antigen enhanced the responses to EFS only of bronchi passively sensitized with IgE. Therefore, antigen enhancement of neural activity was dependent on IgE. These studies demonstrate that the interaction between antigen and IgE antibodies can induce the release of chemical mediators which can alter neural activity.

Thesis (M.S.)--Indiana University, 2004. / Includes bibliographical references (leaves 67-88). Also available online (PDF file) by a subscription to the set or by purchasing the individual file.

Thesis (M.S.)--Indiana University, 2004. / Includes bibliographical references (leaves 67-88).

INTRODUÇÃO: Pacientes com vias aéres hiperresponsivas têm uma resposta exarcebada das vias aéreas a vários estímulos. Nestes pacientes, a simples intubação é a causa mais freqüente do broncoespasmo, levando a complicações no peri-operatório. O óxido nítrico está envolvido na regulação da função fisiológica bem como em doenças das vias aéreas e nos últimos anos seu papel vem sendo constantemente estudado na modulação da broncoconstrição. OBJETIVO: Estudar a possibilidade da medida de óxido nítrico exalado (NOex) ser um marcador de episódios de broncoespasmo no intra-operatório. MÉTODOS: 146.358 fichas anestésicas foram analisadas no período de 1999/2004. Ocorreram registros de broncoespasmos em 863 pacientes neste período. Destas, nove sujeitos foram identificados como não asmáticos (grupo broncoespasmo), 12 sujeitos foram diagnosticados como asmáticos (grupo asma) e 10 indivíduos sem história prévia de doença foram selecionados aleatoriamente como grupo controle. Todos os sujeitos foram submetidos à medida de óxido nítrico exalado (partes/bilhão), espirometria e coleta de escarro induzido com salina hipertônica. Os dados foram comparados utilizando ANOVA seguido do teste de Tukey e Kruskal-Wallis seguido do teste de Dunn\'s. RESULTADOS: Os grupos broncoespasmo e controle apresentaram espirometria normal, com medidas estatísticamente diferentes do grupo asma (p <0,05). As porcentagens de eosinófilos (mediana) no escarro induzido foram maiores no grupo asma [2,5 (0,4-6,8)], menores no grupo broncoespasmo [0,5 (0-1,3), e grupo controle [0,0 (0)]. A medida de óxido nítrico exalado foi maior no grupo dos asmáticos [81,5 (57,6-86,8)] em relação aos controles [18,7 (16,0-24,7)] (p=0,001). Não houve diferença entre grupos broncoespasmo e asma, ambos significantemente diferentes do grupo controle (p <0,05). CONCLUSÃO: Pacientes não asmáticos que apresentaram broncoespasmo no intra-operatório durante a anestesia e manipulação da traquéia, possuem níveis de óxido nítrico no ar expirado exalado elevado. / INTRODUCTION: Airways of patients with bronchial hyperreactivity are characterized by exaggerated bronchoconstriction in response to a variety of stimuli. Henceforth, bronchospasm may occur during induction of anaesthesia. Nitric Oxide is part of either physiologic or pathophysiologic airway regulation and its role has been investigated as a bronchoconstrictior modulator. OBJECTIVE: to address the possibility of exhaled nitric oxide measurement (NOex) as a marker of intraoperative bronchospasm. METHODS: 146.358 anesthesia registered forms were revised (period: 1999/2004). Bronchospasm occurrence appeared registered in 863. From those, nine were identified as non-asthmatics patients (Bronchospasm group). Also, 12 asthmatics constituted one additional group (Asthma group) and 10 subjects with no previous airway disease or symptoms were randomly selected as control group. All subjects were submitted to exhaled nitric oxide measurements (parts/billion), spirometry and induced sputum. The data were compared by ANOVA followed by the Tukey test and Kruskal- Wallis followed by Dunn\'s test. RESULTS: Both bronchospasm and control groups had normal lung function test, different from asthma group (p <0.05). The percentage of eosinophils (median) in induced sputum was higher for asthma [2.5 (0.4-6.8)] lower for bronchospasm [0.5 (0-1.3)] and control group [0.0 (0)]. Exhaled Nitric Oxide was higher for asthmatic patients [81.5 (57.6-86.8)], compared to control group [18.7 (16.0-24.7)] (p=0.001). There was no difference between bronchospasm and asthma groups both different from control (p <0.05). CONCLUSION: non-asthmatics patients with intraoperative bronchospasm detected during anesthesia after airway manipulation showed higher nitric oxide expired levels.

INTRODUÇÃO: Pacientes com vias aéres hiperresponsivas têm uma resposta exarcebada das vias aéreas a vários estímulos. Nestes pacientes, a simples intubação é a causa mais freqüente do broncoespasmo, levando a complicações no peri-operatório. O óxido nítrico está envolvido na regulação da função fisiológica bem como em doenças das vias aéreas e nos últimos anos seu papel vem sendo constantemente estudado na modulação da broncoconstrição. OBJETIVO: Estudar a possibilidade da medida de óxido nítrico exalado (NOex) ser um marcador de episódios de broncoespasmo no intra-operatório. MÉTODOS: 146.358 fichas anestésicas foram analisadas no período de 1999/2004. Ocorreram registros de broncoespasmos em 863 pacientes neste período. Destas, nove sujeitos foram identificados como não asmáticos (grupo broncoespasmo), 12 sujeitos foram diagnosticados como asmáticos (grupo asma) e 10 indivíduos sem história prévia de doença foram selecionados aleatoriamente como grupo controle. Todos os sujeitos foram submetidos à medida de óxido nítrico exalado (partes/bilhão), espirometria e coleta de escarro induzido com salina hipertônica. Os dados foram comparados utilizando ANOVA seguido do teste de Tukey e Kruskal-Wallis seguido do teste de Dunn\'s. RESULTADOS: Os grupos broncoespasmo e controle apresentaram espirometria normal, com medidas estatísticamente diferentes do grupo asma (p <0,05). As porcentagens de eosinófilos (mediana) no escarro induzido foram maiores no grupo asma [2,5 (0,4-6,8)], menores no grupo broncoespasmo [0,5 (0-1,3), e grupo controle [0,0 (0)]. A medida de óxido nítrico exalado foi maior no grupo dos asmáticos [81,5 (57,6-86,8)] em relação aos controles [18,7 (16,0-24,7)] (p=0,001). Não houve diferença entre grupos broncoespasmo e asma, ambos significantemente diferentes do grupo controle (p <0,05). CONCLUSÃO: Pacientes não asmáticos que apresentaram broncoespasmo no intra-operatório durante a anestesia e manipulação da traquéia, possuem níveis de óxido nítrico no ar expirado exalado elevado. / INTRODUCTION: Airways of patients with bronchial hyperreactivity are characterized by exaggerated bronchoconstriction in response to a variety of stimuli. Henceforth, bronchospasm may occur during induction of anaesthesia. Nitric Oxide is part of either physiologic or pathophysiologic airway regulation and its role has been investigated as a bronchoconstrictior modulator. OBJECTIVE: to address the possibility of exhaled nitric oxide measurement (NOex) as a marker of intraoperative bronchospasm. METHODS: 146.358 anesthesia registered forms were revised (period: 1999/2004). Bronchospasm occurrence appeared registered in 863. From those, nine were identified as non-asthmatics patients (Bronchospasm group). Also, 12 asthmatics constituted one additional group (Asthma group) and 10 subjects with no previous airway disease or symptoms were randomly selected as control group. All subjects were submitted to exhaled nitric oxide measurements (parts/billion), spirometry and induced sputum. The data were compared by ANOVA followed by the Tukey test and Kruskal- Wallis followed by Dunn\'s test. RESULTS: Both bronchospasm and control groups had normal lung function test, different from asthma group (p <0.05). The percentage of eosinophils (median) in induced sputum was higher for asthma [2.5 (0.4-6.8)] lower for bronchospasm [0.5 (0-1.3)] and control group [0.0 (0)]. Exhaled Nitric Oxide was higher for asthmatic patients [81.5 (57.6-86.8)], compared to control group [18.7 (16.0-24.7)] (p=0.001). There was no difference between bronchospasm and asthma groups both different from control (p <0.05). CONCLUSION: non-asthmatics patients with intraoperative bronchospasm detected during anesthesia after airway manipulation showed higher nitric oxide expired levels.

Introducción: La fibrobroncoscopia es un procedimiento útil para el diagnóstico y tratamiento de problemas respiratorios, sin embargo, los niños tienen características anatómicas y fisiológicas que los hacen más susceptibles a complicaciones asociadas al mismo. Objetivo: Evaluar los factores asociados a complicaciones del procedimiento de fibrobroncoscopia en niños y adolescentes del Instituto Nacional de Salud del Niño San Borja. Métodos: Estudio analítico transversal a partir de una base de datos del servicio de neumología del Instituto Nacional de Salud del Niño San Borja durante el periodo junio 2018 – 2019.| Resultados: Se evaluaron 135 pacientes, de los cuales 25.9% (n=35) presentaron complicaciones asociadas al procedimiento y todas estas fueron menores. El 58.2% de los pacientes fueron varones, el 64.4% eran menores de 2 años, el 25.2% entre 2 a 5 años y un 10.4% entre 6 a 10 años. La tercera parte tenía una cardiopatía congénita. En el análisis bivariado, las complicaciones del procedimiento de fibrobroncoscopía se asociaron con el motivo de fibrobroncoscopia (p=0.002). Los pacientes con cardiopatía cianótica tuvieron cinco veces más prevalencia de complicaciones asociadas a fibrobroncoscopia luego de ajustar por variables confusoras (RP: 5.27, IC 95%: 2.29 – 12.13, p<0.05). Los pacientes que se realizaron una FB para estudio microbiológico tuvieron 2 veces más prevalencia de de complicaciones a comparación de los pacientes que se realizaron el procedimiento por otros motivos (RP: 2.92, IC 95%: 1.46 – 5.84, p<0.05). Conclusiones: Las complicaciones de la fibrobroncoscopia en niños y adolescentes son poco frecuentes y son menores. Los pacientes con cardiopatía cianótica y estudio microbiológico como motivo de fibrobroncoscopia presentan mayor prevalencia de complicaciones asociadas a este procedimiento. / Introduction: Fiberoptic bronchoscopy is a useful procedure for diagnosis and treatment of respiratory problems, however, children have anatomical and physiological characteristics that make them more susceptible to complications related to the procedure. Objective: Evaluate the factors associated with complications of the fiberoptic bronchoscopy procedure in children and teenagers. Methods: Cross-sectional analytical study based on a database of the National Institute of Child Health during the period of June 2018 - 2019. Results: Data from 135 patients were analyzed. 25.9% (n=35) presented complications associated with the procedure. 58.2% of the patients were male, 64.4% were younger than 2 years old, 25.2% between 2 and 5 years old, and 10.4% between 6 and 10 years old. The third part had a congenital heart disease. In the bivariate analysis, complications of the fiberoptic bronchoscopy procedure were associated with the reason for fiberoptic bronchoscopy (p=0.002). Patients with cyanotic heart disease have five times more prevalence of complications associated with fiberoptic bronchoscopy after adjusting for confounding variables (RP: 5.27, 95% CI: 2.29 – 12.13, p<0.05). Patients with microbiological study have two times more prevalence of complications compared to patients who underwent the procedure for other reasons (RP: 2.92, 95% CI: 1.46 – 5.84, p<0.05). Conclusions: Patients with cyanotic heart disease and a microbiological study as a reason for fiberoptic bronchoscopy have a higher prevalence of complications associated with this procedure. / Tesis

A prevalência de sintomas de asma, broncoespasmo induzido pelo exercício (BIE), hiperresponsividade brônquica (HRB) e alergia em atletas que praticam modalidades de alto rendimento e longa duração tem aumentado nas últimas décadas e tem sido estudada principalmente em atletas de inverno e nadadores. No entanto, a prevalência de sintomas de asma e alergia e os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE que ocorre em corredores de longa distância permanecem pouco conhecidos. Objetivos: O presente estudo tem como objetivo avaliar a prevalência de sintomas de asma e alergia em corredores de longa distância de elite e investigar os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE nos atletas sem histórico de asma. Casuística e Métodos: Este estudo foi realizado em duas fases: na Fase I, foi avaliada a prevalência de sintomas de asma e alergia em 201 corredores de longa distância, através da aplicação dos questionários ISAAC e AQUA©. Na Fase II, foram avaliados os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE de 40 corredores que não apresentaram sintomas de asma na Fase I e que foram selecionados aleatoriamente. Nesta fase, os atletas compareceram ao laboratório em três momentos, com intervalo máximo de duas semanas entre cada visita, e foram submetidos às seguintes avaliações 1º) escarro induzido e teste cardiopulmonar máximo, 2º) broncoprovocação por metacolina e, 3º) óxido nítrico no ar exalado (FeNO), metabólitos LTE4 e 9alfa, 11beta-PGF2 e teste de hiperventilação eucápnica voluntária (HEV). Resultados: A prevalência de sintomas de asma e alergia foi de 6,5% e 60,5%, respectivamente. Ao analisar as questões do AQUA©, observou-se alta frequência de sintomas de BIE (62,3%) e rinite (56,6%). Os sintomas de alergia não foram associados a variáveis como gênero, idade, experiência em corridas de longa distância, volume de treinamento semanal e desempenho em provas de meia maratona e maratona. Verificou-se ainda que a prevalência de BIE foi de 27,5%. Quando comparados os atletas BIE+ e BIE- não foram observadas diferenças nos valores de VEF1 absoluto, nas medidas antropométricas, nas características de treinamento e também no desempenho. Os atletas BIE+ relataram mais sintomas de alergia (p=0,03), se mostraram mais responsivos à metacolina (p=0,01), apresentaram maior porcentagem de eosinófilos no escarro (p=0,03) e níveis mais elevados de FeNO (p < 0,001*) quando comparados aos atletas BIE-. Os níveis urinários de LTE4 e 9alfa, 11beta-PGF2 basais e após 60 minutos do teste de HEV foram similares entre os grupos BIE+ e BIE-, no entanto, ao comparar os níveis destes mediadores antes e após o teste de HEV, observou-se uma diminuição nos níveis de LTE4, apenas nos atletas BIE- (p=0,04). Conclusões: Corredores de longa distância apresentam elevada prevalência de sintomas de alergia e BIE e baixa prevalência de sintomas de asma. Além disto, os atletas BIE+ referem mais sintomas de alergia, são mais hiperresponsivos à metacolina, apresentam um padrão inflamatório eosinofílico e elevados níveis de FeNO embora sem diferenças nos níveis basais dos metabólitos do mastócito / An increased prevalence of asthma and allergic symptoms, exercise-induced bronchoconstriction (EIB) and bronchial hyperresponsiveness (BHR) has been observed in elite and endurance athletes, especially winter sports athletes and swimmers. However, the occurrence of allergy symptoms and the inflammatory mechanisms involved in the EIB that occurs in long distance runners remains poorly known. Objectives: the aims of the present study were to assess the prevalence of symptoms of asthma and allergy in long distance runners and to investigate possible inflammatory mediators involved in the EIB that occurs in those without asthma history. Methods: This cross sectional study was performed in two phases. In Phase I, the prevalence of symptoms of asthma and allergy was assessed in 201 long distance runners using ISAAC and AQUA© questionnaires. In Phase II, 40 athletes were randomly selected among those who did not present asthma history and they performed the following measurements: induced sputum, cardiopulmonary exercise testing, methacholine bronchoprovocation challenge, exhaled nitric oxide (FeNO), urinary collection to quantify LTE4 and 9alfa, 11beta-PGF2 metabolites and eucapnic voluntary hyperventilation test (EVH). Results: The prevalence of asthma and allergy symptoms was 6.5% and 60.5%, respectively. In addition, we observed a high frequency of EIB symptoms (62.3%) and rhinitis (56.6%). Allergy symptoms were not associated with anthropometric characteristics, running experience, weekly training volume and best half-marathon and marathon performance. The prevalence of EIB was 27.5% and no difference in baseline lung function, anthropometric data as well as training and performance characteristics was observed between athletes with (EIB+) and without (EIB-) EIB. EIB+ athletes reported more allergy symptoms (p=0.03) and were more resposive to methacholine (p=0.01) than EIB- athletes. A higher percentage of eosinophils in the induced sputum (p=0.03) and levels of FeNO (p < 0.001*) were observed in EIB+ athletes. However, there was no difference in the urinary levels of LTE4 and 9alfa, 11beta-PGF2 either at baseline or after EVH test. Conclusions: Long distance runners have a high prevalence of allergy symptoms and EIB and a low prevalence of asthma symptoms. Moreover, EIB+ athletes report more symptoms of allergy and present airway hyperresponsiveness, eosinophilic inflammation and increased levels of exhaled nitric oxide, without difference in the baseline levels of mast cell metabolites

A prevalência de sintomas de asma, broncoespasmo induzido pelo exercício (BIE), hiperresponsividade brônquica (HRB) e alergia em atletas que praticam modalidades de alto rendimento e longa duração tem aumentado nas últimas décadas e tem sido estudada principalmente em atletas de inverno e nadadores. No entanto, a prevalência de sintomas de asma e alergia e os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE que ocorre em corredores de longa distância permanecem pouco conhecidos. Objetivos: O presente estudo tem como objetivo avaliar a prevalência de sintomas de asma e alergia em corredores de longa distância de elite e investigar os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE nos atletas sem histórico de asma. Casuística e Métodos: Este estudo foi realizado em duas fases: na Fase I, foi avaliada a prevalência de sintomas de asma e alergia em 201 corredores de longa distância, através da aplicação dos questionários ISAAC e AQUA©. Na Fase II, foram avaliados os mecanismos inflamatórios envolvidos no BIE de 40 corredores que não apresentaram sintomas de asma na Fase I e que foram selecionados aleatoriamente. Nesta fase, os atletas compareceram ao laboratório em três momentos, com intervalo máximo de duas semanas entre cada visita, e foram submetidos às seguintes avaliações 1º) escarro induzido e teste cardiopulmonar máximo, 2º) broncoprovocação por metacolina e, 3º) óxido nítrico no ar exalado (FeNO), metabólitos LTE4 e 9alfa, 11beta-PGF2 e teste de hiperventilação eucápnica voluntária (HEV). Resultados: A prevalência de sintomas de asma e alergia foi de 6,5% e 60,5%, respectivamente. Ao analisar as questões do AQUA©, observou-se alta frequência de sintomas de BIE (62,3%) e rinite (56,6%). Os sintomas de alergia não foram associados a variáveis como gênero, idade, experiência em corridas de longa distância, volume de treinamento semanal e desempenho em provas de meia maratona e maratona. Verificou-se ainda que a prevalência de BIE foi de 27,5%. Quando comparados os atletas BIE+ e BIE- não foram observadas diferenças nos valores de VEF1 absoluto, nas medidas antropométricas, nas características de treinamento e também no desempenho. Os atletas BIE+ relataram mais sintomas de alergia (p=0,03), se mostraram mais responsivos à metacolina (p=0,01), apresentaram maior porcentagem de eosinófilos no escarro (p=0,03) e níveis mais elevados de FeNO (p < 0,001*) quando comparados aos atletas BIE-. Os níveis urinários de LTE4 e 9alfa, 11beta-PGF2 basais e após 60 minutos do teste de HEV foram similares entre os grupos BIE+ e BIE-, no entanto, ao comparar os níveis destes mediadores antes e após o teste de HEV, observou-se uma diminuição nos níveis de LTE4, apenas nos atletas BIE- (p=0,04). Conclusões: Corredores de longa distância apresentam elevada prevalência de sintomas de alergia e BIE e baixa prevalência de sintomas de asma. Além disto, os atletas BIE+ referem mais sintomas de alergia, são mais hiperresponsivos à metacolina, apresentam um padrão inflamatório eosinofílico e elevados níveis de FeNO embora sem diferenças nos níveis basais dos metabólitos do mastócito / An increased prevalence of asthma and allergic symptoms, exercise-induced bronchoconstriction (EIB) and bronchial hyperresponsiveness (BHR) has been observed in elite and endurance athletes, especially winter sports athletes and swimmers. However, the occurrence of allergy symptoms and the inflammatory mechanisms involved in the EIB that occurs in long distance runners remains poorly known. Objectives: the aims of the present study were to assess the prevalence of symptoms of asthma and allergy in long distance runners and to investigate possible inflammatory mediators involved in the EIB that occurs in those without asthma history. Methods: This cross sectional study was performed in two phases. In Phase I, the prevalence of symptoms of asthma and allergy was assessed in 201 long distance runners using ISAAC and AQUA© questionnaires. In Phase II, 40 athletes were randomly selected among those who did not present asthma history and they performed the following measurements: induced sputum, cardiopulmonary exercise testing, methacholine bronchoprovocation challenge, exhaled nitric oxide (FeNO), urinary collection to quantify LTE4 and 9alfa, 11beta-PGF2 metabolites and eucapnic voluntary hyperventilation test (EVH). Results: The prevalence of asthma and allergy symptoms was 6.5% and 60.5%, respectively. In addition, we observed a high frequency of EIB symptoms (62.3%) and rhinitis (56.6%). Allergy symptoms were not associated with anthropometric characteristics, running experience, weekly training volume and best half-marathon and marathon performance. The prevalence of EIB was 27.5% and no difference in baseline lung function, anthropometric data as well as training and performance characteristics was observed between athletes with (EIB+) and without (EIB-) EIB. EIB+ athletes reported more allergy symptoms (p=0.03) and were more resposive to methacholine (p=0.01) than EIB- athletes. A higher percentage of eosinophils in the induced sputum (p=0.03) and levels of FeNO (p < 0.001*) were observed in EIB+ athletes. However, there was no difference in the urinary levels of LTE4 and 9alfa, 11beta-PGF2 either at baseline or after EVH test. Conclusions: Long distance runners have a high prevalence of allergy symptoms and EIB and a low prevalence of asthma symptoms. Moreover, EIB+ athletes report more symptoms of allergy and present airway hyperresponsiveness, eosinophilic inflammation and increased levels of exhaled nitric oxide, without difference in the baseline levels of mast cell metabolites