Le soluzioni saline e l apparato respiratorio. Dr Claudia Calogero SODs Broncopneumologia AOU Anna Meyer

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1 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Dr Claudia Calogero SODs Broncopneumologia AOU Anna Meyer

2 Le soluzioni saline Soluzione Fisiologica NaCl 0,9% (NS) Soluzione Ipertonica NaCl (HS) 1,5 % 3% 7%

3 L apparato respiratorio

4 L epitelio dell apparato respiratorio

5 L epitelio dell apparato respiratorio Legenda: ML = strato mucoso ; PCL = liquido periciliare; ASL = liquido di superficie delle vie aeree; MCC = clearance mucociliare; ENaC = canale epiteliale del sodio; CaCC = canali del calcio; CFTR = CisticMandelberg Fibrosis A, Transmembrane Pediatric Pulmonol 2009

6 Soluzioni saline e alte vie respiratorie Rinite allergica Rinosinusite

7 HS e Rinite allergica 44 bambini con rinocongiuntivite allergica lavaggi nasali di HS (n=22) vs no-treatment (n=22) per 7 sett (randomized) : - miglioramento dei sintomi (score clinico) - riduzione dell uso di antistaminici Garavello et al Int Arch Allergy Immunol bambini con rinite allergica sintomatica lavaggi nasali di HS vs NS per 4 sett (RDB study): - miglioramento dei sintomi nasali -riduzione del tempo di clearance della saccarina -miglioramento nella qualità di vita

8 29 children received standard treatment (systemic antibiotics, mucolytics, nasal decongestants) and nasal irrigation with NS 31 participants received the same standard treatment alone (placebo group)

9 HS e Rinosinusite Lavaggi nasali con HS (3,5%) per 4 settimane in 30 bambini (3-16 anni) con rinosinusite cronica (RDB study): - miglioramento dei diversi score clinici 1. cough Score 2. nasal secretion/post nasal drip score 3. radiology score Shoseyov D J Allergy Clin Immonol 1998

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11 Soluzioni saline e basse vie respiratorie Fibrosi Cistica Bronchiolite Wheezing prescolare

12 Fibrosi Cistica More than 1000 mutations in the CFTR gene have been identified and result in misfolding of the CFTR protein. Reported mutations: - altererated CFTR processing (Classes I, II, V) - dysregulated chloride secretion (Classes III, IV, and VI). The commonest genetic defect in CFTR processing includes the ΔF508 mutation, of which 90% of CF suffers carry one copy.

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14 Schematic representation of the antimicrobial, immunomodulatory and mucolytic properties of HS. 1.HS draws water into the dehydrated CF periciliary layer and improves mucus rheology and enhances mucociliary clearance. 2.LL-37, an antimicrobial protein is released by HS via disruption of the electrostatic interaction between LL37 and anionic glycosaminoglycans (GAGs). 3. HS liberates IL-8 from anionic matrices (GAGs) rendering the chemokine susceptible to proteolytic degradation by neutrophil elastase, thereby decreasing inflammation.

15 Conclusion: The positive effect of nebulised HS on mucociliary clearance is based on restoring the liquid layer lining the airways. Studies are now revealing that HS can also function by releasing essential antimicrobial and immune molecules from complexation with ionic matrices thus improving both antimicrobial efficiency and resolution of inflammation. These observations suggest that HS has beneficial therapeutic effects other than simply increasing mucociliary clearance and thus further investigations of

16 Fibrosi Cistica L uso prolungato della soluzione ipertonica per via inalatoria nella terapia dei pazienti con FC migliora: 1. funzionalità polmonare 2. numero di esacerbazioni 3. qualità della vita Elkins MR, Bye PT - Curr Opin Pulm Med 2006

17 LCI 200 mcg of salbutamol administered before each inhalation using a holding chamber HS 7%

18 FEV1 HS 7%

19 Bronchiolite Retrospective cohort study of the use of nebulized 3% saline for children < 2 years of age who were hospitalized with the primary diagnosis of bronchiolitis at a single center (San Antonio, Texas) 68 children included in the study A total of 444 total doses of 3% saline solution were administered, with 377 doses (85%) being administered without adjunctive bronchodilators

20 Bronchiolite

21 Mandelberg A, Pediatric Pulmonol 2009

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24 Bronchiolite In lattanti ospedalizzati per bronchiolite HS 3% + epinefrina vs NS + epinefrina diminuisce i sintomi e il numero di giorni di ricovero Miraglia del Giudice M et al Int J Immunopathol Pharmacol 2012 Desametasone per os + epinefrina diminuisce la necessità di ricovero mentre HS 3% + broncodilatatore diminuisce il numero dei giorni di ricovero per bronchiolite Nagakumar P et al Arch Dis Child 2012 HS 3% vs NS nessuna differenza in bambini (1-24 mesi) ricoverati per bronchiolite di moderata severità

25 Wheezing prescolare Randomized, controlled, double-blind study 41 children (mean age months, range 1 6 years) presented with wheezing to the emergency department randomized after 1 albuterol inhalation to receive either 4 ml of hypertonic saline 5% (HS) (n = 16) or 4 ml of normal saline (NS) (n = 25), both with 0.5 ml albuterol, twice every 20 minutes in the emergency department and 4 times a day thereafter if hospitalized

26 Wheezing prescolare

27 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Modalità di Somministrazione L aerosol è una sospensione di particelle solide o liquide I vari tipi di device inalatori si differenziano tra loro per il diametro che imprimono alle particelle nebulizzate (DAMM: Diametro Aerodinamico Mediano di Massa) per le vie aeree superiori device endonasali DAMM > 10 micron vie aeree inferiori device rino-orobuccali DAMM < 5 micron

28 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Le camere del sale La terapia del sale, haloterapia è l'assorbimento di particelle saline attraverso l'esposizione a microclimi quali spiagge in località di mare (idrohaloterapia), grotte salmastre e miniere di sale (speleoterapia) o altri microclimi simili naturali o realizzati artificialmente, con vari metodi in locali confinati, nell'intento di ottenere un beneficio per la salute umana.

29 Indicazioni Condizioni specifiche per le quali è consigliata l haloterapia: Bronchite Malattie reumatiche Sinusite Faringite e tonsillite Infezioni dell orecchio Malattie respiratorie croniche Asma bronchiale Asma allergico Tosse da fumo Fibrosi cistica Dermatite Eczema e Psoriasi Ansia Insonnia Mialgie localizzate Indebolimento del sistema immunitario Stress Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

30 Assunti di base Riprodurre l effetto miniera (Speleo terapia) Riprodurre l effetto passeggiata in riva al mare La speleoterapia è efficace Il soggiorno climatico al mare è efficace 30 minuti nella camera del sale sono equivalenti a 3 giorni al mare Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

31 Components of the subterranean environment, air quality and climate in the caves and mines thought to be relevant in the treatment of asthma. absence of normal biotic conditions (e.g. light) temperature difference underground and on the Earth surface natural (but higher than normal) radiation level low mobility of air (<0.1 m/s) and big volume of underground atmosphere and large surface of its interaction with the surrounding area - presence of mineral water drops or hygroscopic minerals aerosol presence of moderate or high relative humidity for the constant process of condensation and as a result contributing to the pureness of the air, scavenging dust, pollen and gases high rate of air ionisation (by radon or potassium-40) low levels of dust (0.05 mg/m3), pollen ( <30/m3) and gas pollutant concentration (low level of irritation) low levels of bacteria and other bioaerosols contamination constancy of the climate presence of finest aerosols of vital elements (Na, K, Mg, Ca and so on) The Cochrane Library 2009, Issue 4

32 At present it is not possible to make any recommendations for practice which are based on evidence from rigorous randomised controlled trials. While it seems possible that speleotherapy has short-term beneficial effects the major question is whether any of these last over a longer period and whether the treatment is cost-effective. It may be difficult to separate specific effects due to temperature, humidity, low levels of allergen and other geophysical properties from non-specific effects such as being under the earth. Such nonspecific effects might be of major importance in speleotherapy. The Cochrane Library 2009, Issue 4

33 Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

34 Nessuna randomizzazione Gruppo di controllo non specificato Tutti adulti Parametri di valutazione non specificati Sostanziale inefficacia nell asma Nessuna valutazione di parametri funzionali Miglioramento di uno score clinico nella MBA (asma bronchiale) rispetto ai controlli ( non specificato) Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

35 C è stanza e stanza... Negli ultimi 6-7 anni le stanze di sale hanno cominciato ad essere costruite nei paesi europei Vi sono stanze di sale con design differente, non tutte sono dotate di generatori di aerosol secco di sale Questi locali sono stanze normali con rivestimento di sale sulle pareti e sul pavimento Nonostante diverse stanze di sale siano munite di apparecchi che micronizzano o solamente disperdono della polvere di sale, non vi è la certezza che la dimensione delle particelle erogate nella stanza siano delle dimensioni ottimali e che la stessa concentrazione possa essere impostata, controllata e costantemente mantenuta Gentilmente da Dr Luigi Terracciano, modificata

36 Conclusions: Salt chamber treatment reduced bronchial hyperresponsiveness as an add-on therapy in asthmatics with a low to moderate dose of inhaled steroids. The possibility that salt chamber treatment could serve as a complementary therapy to conventional medication ADULTI, ETA MEDIA 50 anni cannot be excluded.

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38 I bambini di città al mare... non vengono a contatto con i loro coetanei ammalati (quelli che hanno lasciato all asilo in città) sono meno esposti alle sostanze inquinanti che aumentano il rischio di asma e infezioni hanno abitudini di vita più idonee ad un bambino Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

39 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Le camere del sale

40 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Conclusioni Vi sono dati che dimostrano l utilità delle soluzioni saline nel trattamento della rinite allergica, rinosinusite, wheezing e fibrosi cistica in età pediatrica Ulteriori studi sono necessari per valutare l efficacia delle camere del sale

41 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Dr Claudia Calogero SODs Broncopneumologia AOU Anna Meyer

42 Le soluzioni saline Soluzione Fisiologica NaCl 0,9% (NS) Soluzione Ipertonica NaCl (HS) 1,5 % 3% 7%

43 L apparato respiratorio

44 L epitelio dell apparato respiratorio

45 L epitelio dell apparato respiratorio Legenda: ML = strato mucoso ; PCL = liquido periciliare; ASL = liquido di superficie delle vie aeree; MCC = clearance mucociliare; ENaC = canale epiteliale del sodio; CaCC = canali del calcio; CFTR = CisticMandelberg Fibrosis A, Transmembrane Pediatric Pulmonol 2009 Regulator

46 Soluzioni saline e alte vie respiratorie Rinite allergica Rinosinusite

47 HS e Rinite allergica 44 bambini con rinocongiuntivite allergica lavaggi nasali di HS (n=22) vs no-treatment (n=22) per 7 sett (randomized) : - miglioramento dei sintomi (score clinico) - riduzione dell uso di antistaminici Garavello et al Int Arch Allergy Immunol bambini con rinite allergica sintomatica lavaggi nasali di HS vs NS per 4 sett (RDB study): - miglioramento dei sintomi nasali -riduzione del tempo di clearance della saccarina -miglioramento nella qualità di vita Satdhabudha A et al Int J of Pediatric Otorhinolaryngiology 2012

48 29 children received standard treatment (systemic antibiotics, mucolytics, nasal decongestants) and nasal irrigation with NS 31 participants received the same standard treatment alone (placebo group)

49 HS e Rinosinusite Lavaggi nasali con HS (3,5%) per 4 settimane in 30 bambini (3-16 anni) con rinosinusite cronica (RDB study): - miglioramento dei diversi score clinici 1. cough Score 2. nasal secretion/post nasal drip score 3. radiology score Shoseyov D J Allergy Clin Immonol 1998

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51 Soluzioni saline e basse vie respiratorie Fibrosi Cistica Bronchiolite Wheezing prescolare

52 Fibrosi Cistica More than 1000 mutations in the CFTR gene have been identified and result in misfolding of the CFTR protein. Reported mutations: - altererated CFTR processing (Classes I, II, V) - dysregulated chloride secretion (Classes III, IV, and VI). The commonest genetic defect in CFTR processing includes the ΔF508 mutation, of which 90% of CF suffers carry one copy.

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54 Schematic representation of the antimicrobial, immunomodulatory and mucolytic properties of HS. 1.HS draws water into the dehydrated CF periciliary layer and improves mucus rheology and enhances mucociliary clearance. 2.LL-37, an antimicrobial protein is released by HS via disruption of the electrostatic interaction between LL37 and anionic glycosaminoglycans (GAGs). 3. HS liberates IL-8 from anionic matrices (GAGs) rendering the chemokine susceptible to proteolytic degradation by neutrophil elastase, thereby decreasing inflammation.

55 Conclusion: The positive effect of nebulised HS on mucociliary clearance is based on restoring the liquid layer lining the airways. Studies are now revealing that HS can also function by releasing essential antimicrobial and immune molecules from complexation with ionic matrices thus improving both antimicrobial efficiency and resolution of inflammation. These observations suggest that HS has beneficial therapeutic effects other than simply increasing mucociliary clearance and thus further investigations of the potential mechanisms of this currently available therapy is crucially required.

56 Fibrosi Cistica L uso prolungato della soluzione ipertonica per via inalatoria nella terapia dei pazienti con FC migliora: 1. funzionalità polmonare 2. numero di esacerbazioni 3. qualità della vita Elkins MR, Bye PT - Curr Opin Pulm Med 2006

57 LCI 200 mcg of salbutamol administered before each inhalation using a holding chamber HS 7%

58 FEV1 HS 7%

59 Bronchiolite Retrospective cohort study of the use of nebulized 3% saline for children < 2 years of age who were hospitalized with the primary diagnosis of bronchiolitis at a single center (San Antonio, Texas) 68 children included in the study A total of 444 total doses of 3% saline solution were administered, with 377 doses (85%) being administered without adjunctive bronchodilators

60 Bronchiolite

61 Mandelberg A, Pediatric Pulmonol 2009

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64 Bronchiolite In lattanti ospedalizzati per bronchiolite HS 3% + epinefrina vs NS + epinefrina diminuisce i sintomi e il numero di giorni di ricovero Miraglia del Giudice M et al Int J Immunopathol Pharmacol 2012 Desametasone per os + epinefrina diminuisce la necessità di ricovero mentre HS 3% + broncodilatatore diminuisce il numero dei giorni di ricovero per bronchiolite Nagakumar P et al Arch Dis Child 2012 HS 3% vs NS nessuna differenza in bambini (1-24 mesi) ricoverati per bronchiolite di moderata severità Sharma BS et al Indian Pediatr 2012

65 Wheezing prescolare Randomized, controlled, double-blind study 41 children (mean age months, range 1 6 years) presented with wheezing to the emergency department randomized after 1 albuterol inhalation to receive either 4 ml of hypertonic saline 5% (HS) (n = 16) or 4 ml of normal saline (NS) (n = 25), both with 0.5 ml albuterol, twice every 20 minutes in the emergency department and 4 times a day thereafter if hospitalized

66 Wheezing prescolare

67 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Modalità di Somministrazione L aerosol è una sospensione di particelle solide o liquide I vari tipi di device inalatori si differenziano tra loro per il diametro che imprimono alle particelle nebulizzate (DAMM: Diametro Aerodinamico Mediano di Massa) per le vie aeree superiori device endonasali DAMM > 10 micron vie aeree inferiori device rino-orobuccali DAMM < 5 micron

68 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Le camere del sale La terapia del sale, haloterapia è l'assorbimento di particelle saline attraverso l'esposizione a microclimi quali spiagge in località di mare (idrohaloterapia), grotte salmastre e miniere di sale (speleoterapia) o altri microclimi simili naturali o realizzati artificialmente, con vari metodi in locali confinati, nell'intento di ottenere un beneficio per la salute umana.

69 Indicazioni Condizioni specifiche per le quali è consigliata l haloterapia: Bronchite Malattie reumatiche Sinusite Faringite e tonsillite Infezioni dell orecchio Malattie respiratorie croniche Asma bronchiale Asma allergico Tosse da fumo Fibrosi cistica Dermatite Eczema e Psoriasi Ansia Insonnia Mialgie localizzate Indebolimento del sistema immunitario Stress Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

70 Assunti di base Riprodurre l effetto miniera (Speleo terapia) Riprodurre l effetto passeggiata in riva al mare La speleoterapia è efficace Il soggiorno climatico al mare è efficace 30 minuti nella camera del sale sono equivalenti a 3 giorni al mare Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

71 Components of the subterranean environment, air quality and climate in the caves and mines thought to be relevant in the treatment of asthma. absence of normal biotic conditions (e.g. light) temperature difference underground and on the Earth surface natural (but higher than normal) radiation level low mobility of air (<0.1 m/s) and big volume of underground atmosphere and large surface of its interaction with the surrounding area - presence of mineral water drops or hygroscopic minerals aerosol presence of moderate or high relative humidity for the constant process of condensation and as a result contributing to the pureness of the air, scavenging dust, pollen and gases high rate of air ionisation (by radon or potassium-40) low levels of dust (0.05 mg/m3), pollen ( <30/m3) and gas pollutant concentration (low level of irritation) low levels of bacteria and other bioaerosols contamination constancy of the climate presence of finest aerosols of vital elements (Na, K, Mg, Ca and so on) The Cochrane Library 2009, Issue 4

72 At present it is not possible to make any recommendations for practice which are based on evidence from rigorous randomised controlled trials. While it seems possible that speleotherapy has short-term beneficial effects the major question is whether any of these last over a longer period and whether the treatment is cost-effective. It may be difficult to separate specific effects due to temperature, humidity, low levels of allergen and other geophysical properties from non-specific effects such as being under the earth. Such nonspecific effects might be of major importance in speleotherapy. The Cochrane Library 2009, Issue 4

73 Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

74 Nessuna randomizzazione Gruppo di controllo non specificato Tutti adulti Parametri di valutazione non specificati Sostanziale inefficacia nell asma Nessuna valutazione di parametri funzionali Miglioramento di uno score clinico nella MBA (asma bronchiale) rispetto ai controlli ( non specificato) Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

75 C è stanza e stanza... Negli ultimi 6-7 anni le stanze di sale hanno cominciato ad essere costruite nei paesi europei Vi sono stanze di sale con design differente, non tutte sono dotate di generatori di aerosol secco di sale Questi locali sono stanze normali con rivestimento di sale sulle pareti e sul pavimento Nonostante diverse stanze di sale siano munite di apparecchi che micronizzano o solamente disperdono della polvere di sale, non vi è la certezza che la dimensione delle particelle erogate nella stanza siano delle dimensioni ottimali e che la stessa concentrazione possa essere impostata, controllata e costantemente mantenuta Gentilmente da Dr Luigi Terracciano, modificata

76 Conclusions: Salt chamber treatment reduced bronchial hyperresponsiveness as an add-on therapy in asthmatics with a low to moderate dose of inhaled steroids. The possibility that salt chamber treatment could serve as a complementary therapy to conventional medication ADULTI, ETA MEDIA 50 anni cannot be excluded.

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78 I bambini di città al mare... non vengono a contatto con i loro coetanei ammalati (quelli che hanno lasciato all asilo in città) sono meno esposti alle sostanze inquinanti che aumentano il rischio di asma e infezioni hanno abitudini di vita più idonee ad un bambino Gentilmente da Dr Luigi Terracciano

79 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Le camere del sale

80 Le soluzioni saline e l apparato respiratorio Conclusioni Vi sono dati che dimostrano l utilità delle soluzioni saline nel trattamento della rinite allergica, rinosinusite, wheezing e fibrosi cistica in età pediatrica Ulteriori studi sono necessari per valutare l efficacia delle camere del sale