O tabagismo está fortemente associado ao desenvolvimento da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica, porém poucos estudos que relatam alterações funcionais ou inflamatórias nas vias aéreas superiores em jovens são encontrados na literatura. Nosso objetivo foi investigar as alterações funcionais e inflamatórias nas vias aéreas superiores e inferiores em jovens tabagistas com idade igual ou inferior a 35 anos. Setenta e dois indivíduos participaram do estudo: 32 jovens não tabagistas (JNT) saudáveis (21±4 anos, 29 homens) e 40 jovens tabagistas subdivididos de acordo com a carga tabágica: menor que 2,5 anos-maço (< 2,5) (19±2 anos, 20 homens) e igual ou maior que 2,5 anos-maço (>= 2,5) (24 ± 5 anos, 17 homens e três mulheres). Foram avaliados os dados demográficos, os dados clínicos, os sintomas de desconforto das vias aéreas por meio do questionário SNOT-20, os volumes e capacidades pulmonares por meio do teste de função pulmonar, o transporte mucociliar nasal por meio do teste de tempo de trânsito da sacarina, a propriedade de superfície do muco nasal por meio do ângulo de contato, a inflamação na cavidade nasal por meio da contagem total e diferencial das células e citocinas em lavado nasal e a inflamação de vias aéreas inferiores por meio do pH do condensado do ar exalado. Observamos neste estudo que os jovens tabagistas >= 2,5 foram mais velhos comparados aos JNT e com os tabagistas < 2,5 (p < 0,01). Comparados com os JNT, os tabagistas >= 2,5 apresentaram maior índice de massa corporal (p=0,036), de frequência cardíaca (p=0,001) e de pressão arterial sistólica (p=0,036). Os tabagistas >= 2,5 apresentaram maior queixa sobre tosse (p=0,05) e secreção nasal escorrendo para a garganta (p=0,016) quando comparados com os JNT e tabagistas < 2,5. Não encontramos diferenças significativas na pontuação total do questionário SNOT-20 (p=0,140), nos valores do teste de função pulmonar e nos valores do ângulo de contato (p=0,803) entre os grupos. O tempo de trânsito da sacarina foi significativamente menor nos jovens tabagistas (5,9 ± 3,1 minutos) quando comparados aos JNT (7,7 ± 4,1 minutos, p=0,033). Na análise do lavado nasal encontramos maior número de células totais em tabagistas < 2,5 (48+-14) e tabagistas >= 2,5 (37+-25) comparados aos JNT (24+-12, p < 0,001). Encontramos também maior número de macrófagos (p=0,001), células ciliadas (p=0,008) e células caliciformes (p=0,004) nos tabagistas < 2,5 e tabagistas >= 2,5 quando comparados aos JNT, e maiores concentrações de mieloperoxidase nos tabagistas < 2,5 comparados aos tabagistas >= 2,5 (p=0,005). Os valores do pH do EBC foram menores em tabagistas >= 2,5 (7,65 ± 0,42) comparados com os tabagistas < 2,5 (7,83 ± 0,26) e com os JNT (7,90 ± 0,21, p=0,038). Por meio de análise de regressão linear, verificamos um efeito dose-dependente significativo do tabagismo sobre a redução dos valores do pH do EBC (r=-0,47, p < 0,001). Concluímos que o tabagismo em jovens tabagistas com idade igual ou inferior a 35 anos induz alterações do transporte mucociliar nasal, inflamação nasal e inflamação em vias aéreas inferiores e que essas alterações estão associadas à carga tabágica / Cigarette smoking is strongly associated with the development of Chronic Obstructive Pulmonary Disease, but few studies that reported functional or inflammatory changes in upper airway in young are found in the literature. We aimed to evaluate the effects of smoking on nasal mucociliary clearance, the mucus surface property and if there is inflammation in the nasal cavity and lower airways in young smokers aged less than 35 years. Of the 200 individuals contacted by telephone, 72 individuals entered in the study: 32 healthy young nonsmokers (YNS) (21 ± 4 years, 29 male) and 40 young smokers, subdivided according to smoking history: less than 2.5 pack-years (< 2.5) (19 ± 2 years, 20 male) and 2.5 pack-years or more ( >= 2.5) (24 ± 5 years, 17 male and three female). We assessed demographic data, clinical data, SNOT-20 questionnaire for symptoms of airway discomfort, the volumes and lung capacities by the pulmonary function test, the nasal mucociliary clearance using the saccharine transit test, the mucus surface property by the contact angle, the inflammation in the nasal cavity by the total and differential count of cells and cytokines in nasal lavage and inflammation of the lower airways by the exhaled breath condensate pH. In this study, we observed that young smokers >= 2.5 were older compared to YNS and smokers < 2.5 (p < 0.01). Compared with YNS, smokers >= 2.5 had higher body mass index (p=0.036), heart rate (p=0.001) and systolic blood pressure (p=.036). Smokers >= 2.5 complained more about cough (p = 0.05) and post-nasal discharge (p=0.016) when compared to YNS and smokers < 2.5. No significant differences were found in the total score of the SNOT-20 (p=0.140), in the pulmonary function test and mucus contact angle (p=0.803) between groups. The saccharine transit time was significantly lower in young smokers (5.9 ± 3.1 minutes) compared to YNS (7.7 ± 4.1 minutes, p=0.033). The number of total cells in nasal lavage fluid were greater in smokers < 2.5 (48±14) and smokers >= 2.5 (37 ± 25) compared to YNS (24 ± 12, p < 0.001). We also found greater number of macrophages (p=0.001), ciliated cells (p=0.008) and goblet cells (p = 0.004) in smokers < 2.5 and smokers >= 2.5 compared to YNS and a higher concentration of myeloperoxidase in smokers < 2.5 compared to smokers >= 2.5 (p=0.005). The EBC pH were lower in smokers >= 2.5 (7.65 ± 0.42) compared with smokers < 2.5 (7.83 ± 0.26) and with YNS (7.90 ± 0.21, p=0.038). Linear regression analysis confirmed a significant dose-dependent effect of smoking in decreasing EBC pH (r= -0.47, p < 0.001). We conclude that cigarette smoking induces changes in nasal mucociliary clearance, nasal inflammation and inflammation in the lower airways in young smokers aged less than 35 years and these changes are associated with smoking history

Orientador: Ercy Mara Cipulo Ramos / Banca: Vanessa Suziane Probst / Banca: Dionei Ramos / Resumo: A eficiência do transporte mucociliar pode variar em diferentes condições, como na exposição a partículas nocivas da fumaça do cigarro. O presente estudo avaliou os efeitos do cigarro, tanto imediato quanto a curto prazo, no transporte mucociliar nasal de fumantes por meio da quantificação do tempo de trânsito da sacarina (TTS), e os correlacionou com a intensidade de consumo tabagístico. Métodos: Dezenove fumantes ativos (11 homens; 51±16 anos; IMC 23±9 kg/m2; 27±11 cigarros/dia; 44±25 anos/maço), participantes de programa de intervenção antitabagismo, responderam a um questionário referente ao histórico tabagístico e foram submetidos à avaliação da função pulmonar (espirometria) e transporte mucociliar (pelo TTS), este imediatamente e após 8 horas do ato de fumar. Para comparação, um grupo pareado composto por 19 indivíduos saudáveis não-fumantes foi avaliado por meio dos mesmos testes. Resultados: Quando comparados ao TTS de não-fumantes (10±4 min; média±desvio padrão), os fumantes apresentaram tempo de transporte similar imediatamente após fumar (11±6 min; p=0,87) e significativamente mais lento 8 horas após fumar (16±6 min; p=0,005 versus não-fumantes e p=0,003 versus fumantes). Em fumantes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The mucociliary system is influenced by different conditions such as physical exercise and exposure to cigarette smoke, although the relationship between mucociliary function and the level of physical activity in daily life (PADL) in healthy smokers is unknown. Objectives: To investigate the relationship between mucociliary transport and daily physical activity in smokers. Methods: Fifty two current smokers were submitted to assessment of mucociliary transport (Sacharin Transit Time, STT), carbon monoxide levels in the exhaled air, lung function (spirometry) and smoking history. Furthermore, subjects remained for six days with a waist-worn pedometer in order to determine their level of PADL (steps/day). The tests were also performed in 30 matched healthy nonsmokers who served as control group. Results: Light smokers (≤15 cigarettes/day) had a STT of 9 (6-11) min (median [interquartile range]), which was similar to nonsmokers (8 [5-14]min; p=0.8). Both moderate (16-25 cigarettes/day) and heavy (>25 cigarettes/day) smokers had significantly higher STT (12 [9-17]min and 13 [8-24]min, respectively)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Introdução: Há crescentes evidências que sinalizam o papel do estresse crônico como desencadeante e mesmo perpetuador de crises asmáticas, bem como a importância da produção de muco e do transporte mucociliar na fisiopatologia da asma brônquica. Objetivos: Deste modo, consideramos relevante avaliar em cobaias com inflamação alérgica crônica pulmonar como o estresse físico repetido, induzido pela natação forçada, modula as respostas de transporte mucociliar, as propriedades do muco, o infiltrado eosinofílico e a expressão de IL-13 no epitélio e nas células inflamatórias na parede das vias aéreas. Métodos: Os animais receberam inalações duas vezes por semana durante quatro semanas com doses crescentes de ovoalbumina (grupo OVA e OVA-NAT) ou solução fisiológica (grupo SAL e SAL-NAT). Após 24 horas da quarta inalação os animais dos grupos denominados SAL-NAT e OVA-NAT foram submetidos ao protocolo de natação forçada por dez dias com intervalo de dois dias, para a indução do estresse. Após 72 horas da última inalação, os animais foram anestesiados, sendo testadas: a velocidade de transporte mucociliar (VTM), a freqüência de batimento ciliar (FBC), e a diferença de potencial transepitelial (PD). Após estas medidas foram coletadas amostras de muco para avaliação do ângulo de contato (AC) e da transportabilidade pela tosse (TT). Foi coletada uma amostra de sangue para a dosagem de cortisol sérico. Os pulmões foram retirados, fixados e submetidos à coloração de LUNA, para identificação de eosinófilos, e à técnica imunohistoquímica para detecção da expressão de IL-13 no epitélio brônquico e nas células inflamatórias presentes na parede das vias aéreas. As adrenais também foram retiradas, imediatamente pesadas e submetidas à coloração de hematoxilina e eosina para avaliação histopatológica, utilizando a morfometria para determinação das áreas de cada uma de suas camadas. Resultados: Os Resumo animais do grupo OVA apresentaram uma redução da VTM, do PD, da TT e aumento do AC, da área de epitélio de vias aéreas, de muco ácido, do número de eosinófilos e da expressão de IL-13, no epitélio brônquico e nas células inflamatórias presentes ao redor das vias aéreas, comparativamente aos controles (p<0,05 para todas as comparações). Houve redução da área total da adrenal e de cada uma de suas camadas comparativamente aos controles (p<0,05 para todas as comparações). Os animais submetidos ao protocolo de estresse (grupos SAL-NAT e OVA-NAT) apresentaram aumento nos níveis de cortisol sérico (p<0,05), no peso das adrenais comparativamente aos grupos e OVA (p<0,05). Os animais submetidos ao protocolo de estresse e expostos à ovoalbumina (grupo OVA-NAT) mostraram redução na VTM, aumento no AC, na área de muco ácido do epitélio brônquico e em todas as camadas das adrenais, comparativamente aos resultados obtidos nos animais do grupo OVA (p<0,05 para todas as comparações). Conclusão: O processo inflamatório crônico pulmonar altera o transporte mucociliar e as propriedades reológicas do muco, o que se associou ao recrutamento eosinofílico, aumento da expressão de IL-13 no epitélio brônquico e nas células inflamatórias presentes na parede brônquica. Além disto, observamos a redução de todas as camadas da adrenal. Neste modelo experimental, o estresse físico repetido reduz o transporte mucociliar devido a alterações das propriedades do muco, particularmente potencializando o aumento de muco ácido e de sua hidrofobicidade e adesividade. Estes efeitos parecem estar relacionados à ativação adrenal, mas independentes do recrutamento eosinofílico e da resposta Th2 mediada pela IL-13 / Background: It has increasing evidence linking the role of stress in the onset of asthma exacerbation and in the maintenance of asthmatic crises, as well as the importance of mucus production and the mucociliary clearance in the asthma physiopathology. Objectives: So, we consider relevant to evaluate in guinea pigs with pulmonary chronic allergic inflammation how the induced repeated physical stress, caused by forced swimming, modulates the mucociliary clearance, the mucus properties, the eosinophilic infiltration and the IL-13 expression on bronchial epithelial cells in the airway wall. Methods: The animals had received inhalations two times per week during four weeks with increasing doses of ovalbumin (OVA and OVA-S groups) or saline solution (SAL and SAL-S groups). After twenty four hours of the 4th inhalation, the animals (named as SAL-S and OVA-S groups) had been submitted to the protocol of forced swimming, per ten days with an interval of two days, for the stress induction. After 72 hours of the last inhalation, the animals were anaesthetized and the tracheal mucus clearance (TMC), the ciliary beat frequency (CBF), and the difference of transepithelial potential difference (PD) were measured. After these measurements had been done mucus samples were collected for evaluation of the contact angle (CA) and cough transportability (CT). To serum cortisol dosage a little amount of blood was collected. The lungs were dissected, fixed and submitted to histological techniques, like LUNA stain for identification of eosinophils and the IL-13 immunohistochemistry technique for its detection in the bronchial epithelium and in the inflammatory cells present in the airways walls. The adrenal glands were excised, immediately weighed and submitted to haematoxylin and eosin stain for histopathological evaluation using the morphometry to determine the areas of each of their layers. Results: The animals of OVA Summary group presented a reduction of the TMC, the PD, and the CT. On the other hand they presented an increase of the CA, of the airways epithelial area, of the acid mucus, of the eosinophils number as well as on the IL-13 expression in the airways epithelium and on the inflammatory cells around the airways, compared to the controls (p<0.05 for all comparisons). There was a reduction of the adrenal gland total area and on each one of its layers compared to the controls (p<0.05 for all comparisons). The animals submitted to the forced swim stress protocol (SAL-S and OVA-S groups) showed an increase on serum cortisol levels, on adrenal gland weight compared to OVA group (p<0.05). The animals submitted to the forced swim stress protocol and to the sensitization protocol with ovalbumin (OVA-S) showed a reduction in the TMC and an increase on the CA, bronchial epithelial acid mucus area and in all adrenal gland layers compared to the results obtained in the OVA group animals (p<0.05 for all comparisons). Conclusions: The chronic inflammatory pulmonary process alters the mucociliary transport and mucus rheological properties which was associated to eosinophilic recruitment, increases in the IL-13 expression on bronchial epithelial cells and inflammatory cells in airway walls. In addition, we observed a reduction in all adrenal zones. In this experimental model the repeated physical stress reduces the mucociliary clearance due to the mucus rheological properties alterations, particularly increasing the amount of acid mucus and its wettability and adhesivity. These effects seem to be related to the adrenal activation but independently of the eosinophilic recruitment and of Th2 responses mediated by IL-13

The diagnostic accuracy attained with the use of transbronchial fine needle aspiration biopsy, aspiration of bronchial secretion, bronchial washing, brush biopsy and forceps biopsy via a flexible fiberoptic bronchoscope was compared in patients with carcinoma of the lung. In endoscopic visible tumours the sensitivity of forceps biopsy was higher than that of the other methods. When forceps biopsy was combined with bronchial washing the overall diagnostic accuracy was significantly higher than that of any of the single methods, while no appreciable increase was obtained by adding additional methods. Selective brush biopsy from every segment bronchus has been established as a method in the search for occult bronchial carcinoma. The extent of respiratory mucosal damage and wound healing after brush biopsy was therefore studied in rabbits. Large differences in the extension and depth of the damage was observed. The basement membrane was often penetrated. Regeneration started during the first day after brush biopsy and a normal ciliated epithelium was restored within three weeks. To determine if the bronchoscope itself damaged the respiratory epithelium, bronchial mucosa was studied in the pig after examination with a flexible fiberoptic bronchoscope. The columnar epithelial cells were torn off in areas where the bronchoscope had rubbed against the airway wall but the basement membrane was not damaged. Since the function of the respiratory epithelium is to remove inhaled particles from the airways, mucociliary clearance was studied in man after fiberoptic bronchoscopy. The study suggests that the tracheobronchial clearance system has a large reserve for mechanical trauma. Mucociliary clearance can however be decreased after fiberoptic bronchoscopy in some patients. An increasing number of patients with impaired cardiopulmonary function are today subjected to examination with flexible fiberoptic broncoscopy. The haemodynamic effects of fiberoptic bronchoscopy performed under topical anaesthesia were therefore studied in patients with restrictive lung disease. The procedure induced marked haemodynamic changes during passage of the larynx and during suctioning. A slight fall in arterial oxygen tension was observed during bronchial suctioning and in the post-bronchoscopic period. Three of ten patients developed ST-T-segment changes during bronchial suctioning. / <p>S. 1-48: sammanfattning, s. 49-126: 5 uppsatser</p> / digitalisering@umu.se

INTRODUÇÃO: O transplante de pulmão é parte fundamental no tratamento das doenças terminais do pulmão, constituindo uma modalidade terapêutica eficaz para pacientes com doença pulmonar incapacitante, progressiva e em estágio final. No entanto, as drogas imunossupressoras usadas para evitar a rejeição do enxerto podem causar efeitos colaterais em diversos tecidos. O sistema mucociliar, presente nas vias aéreas, é um dos principais mecanismos de defesa do trato respiratório e pode ser alterado por ação das drogas imunossupressoras. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o sistema mucociliar traqueobrônquico de ratos submetidos a dois esquemas de terapia tríplice imunossupressora. MÉTODOS: Foram utilizados 90 ratos machos Wistar distribuídos em 3 grupos conforme o tratamento: controle (C) = solução salina; terapia 1 (TI) = tacrolimus + micofenolato de mofetil + prednisona; terapia 2 (TII) = ciclosporina + azatioprina + prednisona. Após o período de tratamento (7, 15 ou 30 dias), os animais foram sacrificados e realizadas as seguintes medidas: transportabilidade do muco (TM), frequência de batimento ciliar (FBC), quantificação de muco neutro e ácido, velocidade de transporte mucociliar (VTMC), e contagem total e diferencial de células no lavado broncoalveolar (LBA). RESULTADOS: A TM não foi afetada pelas terapias em nenhum dos tempos estudados. Ambas as terapias causaram significativa redução da FBC dos animais tratados por 7 e 15 dias. A produção de muco neutro foi menor nos animais tratados com a TI por 7, 15 e 30 dias. Porém, com a TII, essa redução ocorreu apenas aos 7 dias. Por outro lado, a quantidade de muco ácido foi significativamente maior em todos os animais tratados com as duas terapias. Todos os animais tratados com as terapias imunossupressoras apresentaram redução da VTMC nos três tempos. Houve aumento do número total de células e de macrófagos e neutrófilos no grupo TI em 7 dias. CONCLUSÕES: Ambas as terapias imunossupressoras foram prejudiciais ao transporte mucociliar das vias aéreas de ratos, tanto pela redução da FBC e da VTMC, quanto pela maior produção de muco ácido e menor produção de muco neutro. A TI foi mais prejudicial ao sistema mucociliar em comparação à TII / INTRODUCTION: Lung transplantation is an essential part in the treatment of terminal lung diseases, providing an effective therapeutic modality for patients with disabling, progressive and final stage lung disease. However, the immunosuppressant drugs used to prevent graft rejection may cause side effects in several tissues. The mucociliary system, present in the airways, is a major defense mechanism of the respiratory tract and can be changed by action of immunosuppressive drugs. Thus, the aim of this study was to evaluate the tracheobronchial mucociliary system of rats submitted to two triple immunosuppressive therapy regimens. METHODS: We used 90 male Wistar rats divided into 3 groups according to treatment: control (C) = saline solution; therapy 1 (TI) = tacrolimus + mycophenolate mofetil + prednisone therapy; therapy 2 (TII) = cyclosporine + azathioprine + prednisone. After the period of treatment (7, 15, or 30 days), the animals were sacrificed and the following measures taken: mucus transportability (MT), ciliary beating frequency (CBF), quantification of neutral and acid mucus, mucociliary transport velocity (MCTV), and total and differential counting of cells in bronchoalveolar lavage (BAL). RESULTS: MT was not affected by treatments in any of the periods studied. Both therapies have caused significant reduction of CBF of animals treated for 7 and 15 days. The neutral mucus production was lower in animals treated with TI for 7, 15 and 30 days. But with TII, this reduction occurred only at 7 days. Moreover, the amount of acid mucus was significantly higher in all animals treated with both therapies. All animals treated with immunosuppressive therapies had reduced MCTV at the three times. There was an increase of total cells and macrophages and neutrophils in the TI group in 7 days. CONCLUSIONS: Both immunosuppressive therapies were harmful to the mucociliary clearance of the airways of rats, either by reducing the CBF and MCTV, as by the increased production of acid mucus and decreased production of neutral mucus. TI was more harmful to the mucociliary system in comparison to TII

A ventilação mecânica (VM) pode ser causa de lesão pulmonar sendo este fato reconhecido na literatura como Lesão Pulmonar Induzida pela Ventilação Mecânica (LPIV), onde alterações tanto fisiológicas quanto morfológicas são evidenciadas no pulmão. O objetivo desse trabalho foi avaliar a repercussão das forças envolvidas na ventilação mecânica através de diferentes mecanismos de LPIV sobre o sistema mucociliar pela análise funcional e histopatológica desse aparelho. Em um estudo controlado e randomizado vinte e sete coelhos machos da raça Nova Zelândia foram separados em quatro grupos. Nos primeiros trinta minutos foram submetidos à VM com volume corrente de 8 ml/kg peso, fluxo de 3 L/minuto, e pressão positiva expiratória final (PEEP) de 5 cm H2O e FIO2 de 0,4, sendo que o grupo Sham (n=6) foi ventilado por apenas 10 minutos. Os grupos Baixo Volume/BV (n=6; Vt 8, Ppico 17, Pmédia 9, PEEP 5, Fluxo 3), Alto Volume/AV (n=7; Vt 16, Ppico 27, Pmédia 12, PEEP 5, Fluxo 5) e Alta Pressão/AP (n=8; Vt 8, Ppico 30, Pmédia 20, PEEP 12, Fluxo 9) foram ventilados por mais 3 horas. A mecânica do sistema respiratório foi registrada pelo sistema Labview®. Foram acompanhados os valores de gasometria e sinais vitais. Amostras de tecido pulmonar foram coradas com H&E para análise de infiltrado inflamatório. Analisou-se a frequência de batimento ciliar (FBC), transporte mucociliar na traqueia (TMCT), transportabilidade em palato de rã (MCT) e ângulo de contato (AC). Amostras de pulmão e traquéia foram coradas pela técnica PAS/AB para avaliação do muco. Observamos diminuição da complacência do sistema respiratório (p<0,05) no grupo AP em comparação com os demais grupos ventilados. Os grupos BV, AV e AP apresentaram um aumento de células polimorfonucleares por área de parênquima pulmonar (p<0,001) em comparação com o grupo Sham. Não foram observadas diferenças quanto ao TMCT e AC nos grupos ventilados. A transportabilidade em palato diminuiu no grupo BV (p=0,007) ao final do protocolo de ventilação (1,42 com variações de 2,11-0,99 para 0,95 com variações de 1,15-0,92). A FBC diminuiu (p=0,047) no grupo AP quando comparamos os valores iniciais (13,51 variação de 14,49-11,62) e finais ao protocolo de VM (11,69 variação de 14,18-10,12). Respostas fisiológicas e microscopia eletrônica (ME) da traquéia corroboram a disfunção da FBC no grupo AP. Na traquéia os grupos ventilados apresentaram uma diminuição da quantidade de muco total (BV 2.018, AV 3.219 e AP 2.883) e de muco ácido (BV 672, AV 240 e AP 480) por m2 de tecido pulmonar por campo estudado (p<0.05) quando comparados com o grupo Sham (4.660 m2 de muco total e 1.873 m2 de muco ácido). Em bronquíolos distais a quantidade de muco total diminuiu nos grupos BV e AP (p<0.05) quando comparados aos grupos Sham e AV. O mesmo fenômeno foi observado com relação ao muco neutro. Concluímos que as forças geradas pela ventilação mecânica têm impacto direto sobre o aparelho mucociliar, alterando suas propriedades funcionais e sua morfologia. Aparentemente a VM acarreta desequilíbrio na produção de muco, sendo essa alteração mais visível quando utilizado um alto volume corrente e uma maior pressão média pulmonar (associada a um fluxo de ar aumentado). O aumento da pressão média com alto fluxo dos gases ventilados também ocasiona maior sofrimento celular do aparelho mucociliar, disfunção da frequência de batimento ciliar e provável perda ciliar. Tais alterações se devem provavelmente ao efeito das forças físicas geradas pela VM associadas a prováveis oscilações na resposta inflamatória e no fluxo sanguíneo local. / Mechanical ventilation (MV) can result in a medical complication named Ventilator-Induced Lung Injury (VILI), where physiologic and morphologic alterations in the lungs have been reported. In this study, we have hypothesized that MV-induced injury can have a major impact on the mucociliary system. In a randomized controlled trial twenty-seven male New Zealand rabbits were separated into four groups. During the first thirty minutes all rabbits were subjected to MV with tidal volume of 8 ml/kg of body weight, 3 L/minute of flow, positive end expiratory pressure (PEEP) of 5 cm H2O and FIO2 of 0.4. After that the study animals were divided into 4 groups: Sham (n=6) was ventilated for ten minutes, Lower Volume/LV (n=6; Vt 8, P peak 17, P mean 9, PEEP 5, Flow 3), High Volume/HV (n=7; Vt 16, P peak 27, P mean 12, PEEP 5, Flow 5) and High Pressure/HP (n=8; Vt 8, P peak 30, P mean 20, PEEP 12, Flow 9) and ventilated for 3 hours more. Respiratory system mechanics was recorded using Labview®. Blood gasometry and vital signals were monitored. Lung tissue sections were stained by H&E to analyze inflammation. We also studied the ciliary beating frequency (CBF), tracheal mucociliary transport (TMCT) in situ and in vitro, mucus contact angle (CA) and respiratory mucus viscosity. To quantify mucosubstances, tracheal samples were stained with PAS/AB. As a result we have that the respiratory system compliance decreased (p<0.05) in the HP group compared to other ventilated groups. All ventilated groups showed an increase in polymorphonuclear cells quantity per area of lung parenchyma (p<0.001) compared to the Sham group. There were no differences in TMCT and CA among ventilated groups, when initial and final measurements were compared. MCT significantly decreased in the LV group (p=0.007) after the protocol (1.42 range of 2.11-0.99 to 0.95 range of 1.15-0.92). The CBF significantly decreased (p=0.047) in the HP group when the initial (13.51 range of 14.49-11.62) and final (11.69 range of 14.18-10.12) measurements were compared. Physiological data and tracheal electronic microscopy confirm the CBF dysfunction observed in the AP group. In the trachea all ventilated groups showed a significant decrease in total mucus (LV 2,018, HV 3,219 and HP 2,883) and acid mucus (LV 672, HV 240 and HP 480) per um2 of lung tissue (p<0.05) compared to the sham group (4,660 um2 of total mucus and 1,873 um2 of acid mucus). In distal bronchioles there was a significant decrease in total mucus in the LV and HP group (p<0.05) compared to Sham and HV groups. The same phenomenon was observed regarding neutral mucus. We concluded that mechanical forces involved in MV affect mucociliary function. Mechanical ventilation probably leads to the dysfunction on the mucus production. This phenomenon is better perceived when higher volume and higher mean pressure (associated with inspired gases high flow) are used. An increase of the mean pressure combined with inspired gases high flow also leads to mucociliary cells suffering, to ciliary beat frequency dysfunction and probably cilia loss. These alterations probably occur due to the effect of the physical forces generated by the mechanical ventilation in association with the oscillation of the inflammatory response and local blood flow.

A ventilação mecânica (VM) pode ser causa de lesão pulmonar sendo este fato reconhecido na literatura como Lesão Pulmonar Induzida pela Ventilação Mecânica (LPIV), onde alterações tanto fisiológicas quanto morfológicas são evidenciadas no pulmão. O objetivo desse trabalho foi avaliar a repercussão das forças envolvidas na ventilação mecânica através de diferentes mecanismos de LPIV sobre o sistema mucociliar pela análise funcional e histopatológica desse aparelho. Em um estudo controlado e randomizado vinte e sete coelhos machos da raça Nova Zelândia foram separados em quatro grupos. Nos primeiros trinta minutos foram submetidos à VM com volume corrente de 8 ml/kg peso, fluxo de 3 L/minuto, e pressão positiva expiratória final (PEEP) de 5 cm H2O e FIO2 de 0,4, sendo que o grupo Sham (n=6) foi ventilado por apenas 10 minutos. Os grupos Baixo Volume/BV (n=6; Vt 8, Ppico 17, Pmédia 9, PEEP 5, Fluxo 3), Alto Volume/AV (n=7; Vt 16, Ppico 27, Pmédia 12, PEEP 5, Fluxo 5) e Alta Pressão/AP (n=8; Vt 8, Ppico 30, Pmédia 20, PEEP 12, Fluxo 9) foram ventilados por mais 3 horas. A mecânica do sistema respiratório foi registrada pelo sistema Labview®. Foram acompanhados os valores de gasometria e sinais vitais. Amostras de tecido pulmonar foram coradas com H&E para análise de infiltrado inflamatório. Analisou-se a frequência de batimento ciliar (FBC), transporte mucociliar na traqueia (TMCT), transportabilidade em palato de rã (MCT) e ângulo de contato (AC). Amostras de pulmão e traquéia foram coradas pela técnica PAS/AB para avaliação do muco. Observamos diminuição da complacência do sistema respiratório (p<0,05) no grupo AP em comparação com os demais grupos ventilados. Os grupos BV, AV e AP apresentaram um aumento de células polimorfonucleares por área de parênquima pulmonar (p<0,001) em comparação com o grupo Sham. Não foram observadas diferenças quanto ao TMCT e AC nos grupos ventilados. A transportabilidade em palato diminuiu no grupo BV (p=0,007) ao final do protocolo de ventilação (1,42 com variações de 2,11-0,99 para 0,95 com variações de 1,15-0,92). A FBC diminuiu (p=0,047) no grupo AP quando comparamos os valores iniciais (13,51 variação de 14,49-11,62) e finais ao protocolo de VM (11,69 variação de 14,18-10,12). Respostas fisiológicas e microscopia eletrônica (ME) da traquéia corroboram a disfunção da FBC no grupo AP. Na traquéia os grupos ventilados apresentaram uma diminuição da quantidade de muco total (BV 2.018, AV 3.219 e AP 2.883) e de muco ácido (BV 672, AV 240 e AP 480) por m2 de tecido pulmonar por campo estudado (p<0.05) quando comparados com o grupo Sham (4.660 m2 de muco total e 1.873 m2 de muco ácido). Em bronquíolos distais a quantidade de muco total diminuiu nos grupos BV e AP (p<0.05) quando comparados aos grupos Sham e AV. O mesmo fenômeno foi observado com relação ao muco neutro. Concluímos que as forças geradas pela ventilação mecânica têm impacto direto sobre o aparelho mucociliar, alterando suas propriedades funcionais e sua morfologia. Aparentemente a VM acarreta desequilíbrio na produção de muco, sendo essa alteração mais visível quando utilizado um alto volume corrente e uma maior pressão média pulmonar (associada a um fluxo de ar aumentado). O aumento da pressão média com alto fluxo dos gases ventilados também ocasiona maior sofrimento celular do aparelho mucociliar, disfunção da frequência de batimento ciliar e provável perda ciliar. Tais alterações se devem provavelmente ao efeito das forças físicas geradas pela VM associadas a prováveis oscilações na resposta inflamatória e no fluxo sanguíneo local. / Mechanical ventilation (MV) can result in a medical complication named Ventilator-Induced Lung Injury (VILI), where physiologic and morphologic alterations in the lungs have been reported. In this study, we have hypothesized that MV-induced injury can have a major impact on the mucociliary system. In a randomized controlled trial twenty-seven male New Zealand rabbits were separated into four groups. During the first thirty minutes all rabbits were subjected to MV with tidal volume of 8 ml/kg of body weight, 3 L/minute of flow, positive end expiratory pressure (PEEP) of 5 cm H2O and FIO2 of 0.4. After that the study animals were divided into 4 groups: Sham (n=6) was ventilated for ten minutes, Lower Volume/LV (n=6; Vt 8, P peak 17, P mean 9, PEEP 5, Flow 3), High Volume/HV (n=7; Vt 16, P peak 27, P mean 12, PEEP 5, Flow 5) and High Pressure/HP (n=8; Vt 8, P peak 30, P mean 20, PEEP 12, Flow 9) and ventilated for 3 hours more. Respiratory system mechanics was recorded using Labview®. Blood gasometry and vital signals were monitored. Lung tissue sections were stained by H&E to analyze inflammation. We also studied the ciliary beating frequency (CBF), tracheal mucociliary transport (TMCT) in situ and in vitro, mucus contact angle (CA) and respiratory mucus viscosity. To quantify mucosubstances, tracheal samples were stained with PAS/AB. As a result we have that the respiratory system compliance decreased (p<0.05) in the HP group compared to other ventilated groups. All ventilated groups showed an increase in polymorphonuclear cells quantity per area of lung parenchyma (p<0.001) compared to the Sham group. There were no differences in TMCT and CA among ventilated groups, when initial and final measurements were compared. MCT significantly decreased in the LV group (p=0.007) after the protocol (1.42 range of 2.11-0.99 to 0.95 range of 1.15-0.92). The CBF significantly decreased (p=0.047) in the HP group when the initial (13.51 range of 14.49-11.62) and final (11.69 range of 14.18-10.12) measurements were compared. Physiological data and tracheal electronic microscopy confirm the CBF dysfunction observed in the AP group. In the trachea all ventilated groups showed a significant decrease in total mucus (LV 2,018, HV 3,219 and HP 2,883) and acid mucus (LV 672, HV 240 and HP 480) per um2 of lung tissue (p<0.05) compared to the sham group (4,660 um2 of total mucus and 1,873 um2 of acid mucus). In distal bronchioles there was a significant decrease in total mucus in the LV and HP group (p<0.05) compared to Sham and HV groups. The same phenomenon was observed regarding neutral mucus. We concluded that mechanical forces involved in MV affect mucociliary function. Mechanical ventilation probably leads to the dysfunction on the mucus production. This phenomenon is better perceived when higher volume and higher mean pressure (associated with inspired gases high flow) are used. An increase of the mean pressure combined with inspired gases high flow also leads to mucociliary cells suffering, to ciliary beat frequency dysfunction and probably cilia loss. These alterations probably occur due to the effect of the physical forces generated by the mechanical ventilation in association with the oscillation of the inflammatory response and local blood flow.

As infecções são a causa mais freqüente de morbidade e mortalidade observadas tanto aguda como tardiamente nos pacientes receptores de transplante pulmonar, o que pode estar diretamente relacionado a uma deficiência no transporte mucociliar do sistema respiratório. Nosso objetivo foi avaliar a influência de dois fatores envolvidos com o transplante pulmonar sobre o transporte mucociliar de ratos: a secção e anastomose brônquica e a imunossupressão pela ciclosporina A. Setenta e dois ratos foram distribuídos aleatoriamente em cinco grupos de acordo com: i) procedimento operatório e ii) terapia a que seriam submetidos. Os resultados mostram que houve uma diminuição significativa da Freqüência de Batimento Ciliar in situ, da Transportabilidade do Muco in vitro e da Velocidade de Transporte Mucociliar in situ medidos a partir do brônquio principal esquerdo dos ratos tratados com ciclosporina A (p<0,001). A Freqüência de Batimento Ciliar in situ dos brônquios operados mostrou-se diminuída também no grupo tratado com solução salina e sacrificado no 30º dia após a operação (p=0,001). Já a Velocidade de Transporte Mucociliar in situ mostrou uma diminuição significativa em todos os grupos submetidos à secção brônquica (p<0,001). Houve um efeito sinérgico entre a terapia com ciclosporina A e a secção brônquica, causando um prejuízo ao transporte mucociliar ainda maior do que quando analisados isoladamente. Concluímos que a Velocidade de Transporte Mucociliar in situ foi agudamente prejudicada após a secção brônquica e terapia imunossupressora pela ciclosporina A, havendo diminuição da freqüência de batimento dos cílios e alteração das propriedades viscoelásticas do muco respiratório. / Infections are the most common cause of early and late morbidity and mortality in lung transplant recipient, and can be directly related to impaired mucociliary transport. Our aim was to assess the influence of bronchial section and imunossupression on mucociliary transport in rats. Seventy two rats were randomly distributed in five groups according to i) surgical procedure and ii) drug therapy. There was a significant impairment on Ciliary Beating Frequency in situ, Mucus Transportability Rate in vitro and Mucociliary Transport Speed in situ from operated bronchus of cyclosporine A-treated rats (p<0.001). Ciliary Beating Frequency from operated bronchus was also impaired in saline-treated rats that were killed on 30th postoperative day (p=0.001). Mucociliary Transport Speed was impaired in all bronchi underwent to section (p<0.001). We conclude that bronchial section and cyclosporine therapy impaired all factors analyzed. Also there was a synergic effect between cyclosporine therapy and bronchial section on ciliary beating frequency.

INTRODUÇÃO: O transplante de pulmão é parte fundamental no tratamento das doenças terminais do pulmão, constituindo uma modalidade terapêutica eficaz para pacientes com doença pulmonar incapacitante, progressiva e em estágio final. No entanto, as drogas imunossupressoras usadas para evitar a rejeição do enxerto podem causar efeitos colaterais em diversos tecidos. O sistema mucociliar, presente nas vias aéreas, é um dos principais mecanismos de defesa do trato respiratório e pode ser alterado por ação das drogas imunossupressoras. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o sistema mucociliar traqueobrônquico de ratos submetidos a dois esquemas de terapia tríplice imunossupressora. MÉTODOS: Foram utilizados 90 ratos machos Wistar distribuídos em 3 grupos conforme o tratamento: controle (C) = solução salina; terapia 1 (TI) = tacrolimus + micofenolato de mofetil + prednisona; terapia 2 (TII) = ciclosporina + azatioprina + prednisona. Após o período de tratamento (7, 15 ou 30 dias), os animais foram sacrificados e realizadas as seguintes medidas: transportabilidade do muco (TM), frequência de batimento ciliar (FBC), quantificação de muco neutro e ácido, velocidade de transporte mucociliar (VTMC), e contagem total e diferencial de células no lavado broncoalveolar (LBA). RESULTADOS: A TM não foi afetada pelas terapias em nenhum dos tempos estudados. Ambas as terapias causaram significativa redução da FBC dos animais tratados por 7 e 15 dias. A produção de muco neutro foi menor nos animais tratados com a TI por 7, 15 e 30 dias. Porém, com a TII, essa redução ocorreu apenas aos 7 dias. Por outro lado, a quantidade de muco ácido foi significativamente maior em todos os animais tratados com as duas terapias. Todos os animais tratados com as terapias imunossupressoras apresentaram redução da VTMC nos três tempos. Houve aumento do número total de células e de macrófagos e neutrófilos no grupo TI em 7 dias. CONCLUSÕES: Ambas as terapias imunossupressoras foram prejudiciais ao transporte mucociliar das vias aéreas de ratos, tanto pela redução da FBC e da VTMC, quanto pela maior produção de muco ácido e menor produção de muco neutro. A TI foi mais prejudicial ao sistema mucociliar em comparação à TII / INTRODUCTION: Lung transplantation is an essential part in the treatment of terminal lung diseases, providing an effective therapeutic modality for patients with disabling, progressive and final stage lung disease. However, the immunosuppressant drugs used to prevent graft rejection may cause side effects in several tissues. The mucociliary system, present in the airways, is a major defense mechanism of the respiratory tract and can be changed by action of immunosuppressive drugs. Thus, the aim of this study was to evaluate the tracheobronchial mucociliary system of rats submitted to two triple immunosuppressive therapy regimens. METHODS: We used 90 male Wistar rats divided into 3 groups according to treatment: control (C) = saline solution; therapy 1 (TI) = tacrolimus + mycophenolate mofetil + prednisone therapy; therapy 2 (TII) = cyclosporine + azathioprine + prednisone. After the period of treatment (7, 15, or 30 days), the animals were sacrificed and the following measures taken: mucus transportability (MT), ciliary beating frequency (CBF), quantification of neutral and acid mucus, mucociliary transport velocity (MCTV), and total and differential counting of cells in bronchoalveolar lavage (BAL). RESULTS: MT was not affected by treatments in any of the periods studied. Both therapies have caused significant reduction of CBF of animals treated for 7 and 15 days. The neutral mucus production was lower in animals treated with TI for 7, 15 and 30 days. But with TII, this reduction occurred only at 7 days. Moreover, the amount of acid mucus was significantly higher in all animals treated with both therapies. All animals treated with immunosuppressive therapies had reduced MCTV at the three times. There was an increase of total cells and macrophages and neutrophils in the TI group in 7 days. CONCLUSIONS: Both immunosuppressive therapies were harmful to the mucociliary clearance of the airways of rats, either by reducing the CBF and MCTV, as by the increased production of acid mucus and decreased production of neutral mucus. TI was more harmful to the mucociliary system in comparison to TII

Primary ciliary dyskinesia is a rare hereditary disorder with impairment of cilia characterized by chronic cough with sputum, bronchiectasis or pneumonia. Regular exercise training should affect pulmonary function, promote mucociliary clearance and improve quality of life. The aim of this thesis is to compare the aerobic fitness of patients with PCD with a control group.