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Vol. 02. Núm. S1.
Páginas 37-47 (Febrero 2004)
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Marcadores de la enfermedad asmática: de la función pulmonar al aire espirado
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A. Moreno Galdóa
a Unidad de Neumolog??a Pedi??trica y Fibrosis Qu??stica. Hospital Universitari Vall d'Hebron. Barcelona. Espa??a.
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El asma es primariamente una enfermedad inflamatoria de las vías aéreas, lo que ha estimulado la búsqueda de marcadores de la inflamación, obtenidos mediante técnicas no invasoras. Se han estudiado marcadores en diversos fluidos biológicos: sangre periférica y orina, esputo, aire espirado y condensado del aire espirado. De todos ellos, los que más interés presentan actualmente son los que se determinan en el esputo inducido (recuento de eosinófilos), en el aire espirado (óxido nítrico [NO] y monóxido de carbono [CO]) y en el condensado del aire espirado (isoprostanos). En el asma existe un aumento importante del NO exhalado, un aumento modesto del CO y un aumento moderado del 8-isoprostano. El NO exhalado es sensible a la inhibición por dosis bajas de glucocorticoides inhalados, mientras que el CO exhalado y el 8-isoprostano son mucho menos sensibles. Es posible que en los próximos años varios de estos parámetros tengan una aplicación en la práctica clínica diaria, ayudando al diagnóstico del asma y a la vigilancia del curso clínico de la enfermedad y su tratamiento.
Palabras clave:
Asma
Niños
Marcadores de la inflamación
Aire espirado
Condensado del aire espirado
Esputo inducido
Eosinófilos
Proteína catiónica del eosinófilo
Óxido nítrico
Monóxido de carbono
Peróxido de hidrógeno
Leucotrienos
Isoprostanos
Malonildialdehído
Nitritos
Citocinas
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Introducción

El asma es primariamente una enfermedad inflamatoria de las vías aéreas, lo que ha estimulado la búsqueda de marcadores de la inflamación que puedan reflejar la alteración de las vías aéreas y contribuir a mejorar el tratamiento de la enfermedad1. En la patogénesis del asma participan numerosas células que segregan una gran variedad de productos, y se han estudiado muchos de ellos como posibles marcadores de la inflamación. La importancia de cada uno como marcador dependerá del papel de la célula y/o del mediador en la cascada inflamatoria, su relación con la situación clínica de los pacientes y la facilidad de su determinación2.

En el asma, la biopsia bronquial realizada mediante fibrobroncoscopia constituye el "patrón estándar" para valorar la inflamación de la pared de las vías aéreas, pero, al ser un procedimiento agresivo, no es adecuada para su utilización en la práctica clínica habitual, especialmente en los niños, y no se puede repetir con facilidad3. Por ello, es deseable disponer de parámetros obtenidos mediante técnicas no invasoras cuya determinación guarde una buena correlación con los marcadores evaluados en la luz o en la pared bronquial4. Se han estudiado marcadores en diversos fluidos biológicos: sangre periférica y orina, esputo, aire espirado y condensado del aire espirado. Estos marcadores deberían cumplir de forma ideal las siguientes condiciones2:

­ El marcador es liberado por células asociadas a la inflamación de las vías aéreas.

­ Su medida debe ser sensible, específica y repetitiva y, a ser posible, no tiene que modificarse por el procedimiento de extracción de la muestra.

­ No se deben liberar en otras enfermedades.

­ El marcador se libera durante las pruebas de broncoprovocación en los sujetos asmáticos.

­ Las concentraciones aumentan en los pacientes con asma crónica.

­ Las concentraciones se correlacionan con la gravedad de la enfermedad.

­ Las concentraciones disminuyen con un tratamiento inflamatorio eficaz.

­ El aumento del marcador debería ocurrir preferentemente antes y no después de una exacerbación.

A continuación se revisan los principales marcadores en los diversos fluidos biológicos, centrando la revisión en los de mayor relevancia clínica y/o fisiopatológica.

Marcadores en sangre periférica y orina

Proteínas derivadas del eosinófilo

En el asma se detecta un aumento de eosinófilos en la sangre, en el esputo y en la mucosa respiratoria, y parece que éstos desempeñan un papel fundamental en la inflamación asmática5. Los eosinófilos son células secretoras y producen 4 sustancias principales: peroxidasa del eosinófilo (PEo), proteína catiónica eosinofílica (PCE), proteína X o neurotoxina derivada del eosinófilo (PEX) y proteína básica. Además segregan otros mediadores no preformados, tales como radicales libres de oxígeno, prostaglandinas, leucotrienos y factor activador plaquetario.

Dada la importante participación de estas células en el asma, la monitorización de su presencia y su actividad en los pacientes asmáticos ha generado un gran interés. Un enfoque ha sido la medida del número de eosinófilos en sangre y en esputo. Otro enfoque es la medida de algunos de los productos secretados durante su activación. Teóricamente este enfoque es más atractivo, ya que la mera enumeración de las células no proporciona información de su grado de activación y es razonable creer que es éste el que puede estar ligado al desarrollo del asma5.

Se ha sugerido que el estudio de las concentraciones séricas de PCE y otros marcadores de los eosinófilos tiene varias posibles utilidades en el asma infantil: predicción del desarrollo futuro de asma, predicción de evolución a asma en un niño con los primeros síntomas, evaluación del tipo de asma, indicación y monitorización del tratamiento antiinflamatorio y evaluación de la gravedad del asma6. Sin embargo, los estudios de estos marcadores tienen el inconveniente de que son determinaciones caras y que precisan de una manipulación muy estricta de las muestras, y sus resultados no han sido del todo concluyentes en el asma.

En varios trabajos se ha confirmado que el número de eosinófilos en sangre y la concentración de PCE y PEo séricas y de PEX en suero y orina son mayores en los pacientes asmáticos que en los pacientes sanos, aunque existe una amplia superposición de valores entre ambos grupos7-10 y ninguno de estos marcadores es capaz de confirmar o excluir por sí solo el asma con suficiente sensibilidad o especificidad. Además estos marcadores no son de valor adicional, respecto a los eosinófilos, en discriminar niños con o sin asma, y no hay diferencias en los pacientes con asma extrínseca e intrínseca8. En algunos trabajos los valores de estos marcadores varían en relación con la gravedad del asma8, pero en otros trabajos estos datos no se confirman10. Igualmente, en algunos trabajos estos marcadores disminuyen con el tratamiento antiinflamatorio, mientras que en otros sus valores no se modifican11,12. En otras enfermedades alérgicas, tales como la dermatitis atópica y la rinoconjuntivitis alérgica, también aumenta la concentración de PCE y PEX, lo que limita su utilidad en el diagnóstico de asma9.

Otro punto de interés de estos marcadores es su posible utilidad como predictores del desarrollo futuro de asma. En este sentido, los niños con episodios de sibilancias que a los 2 años de edad tienen valores de PCE ≥ 20 μg/l tienen una mayor probabilidad de continuar con episodios de sibilancias a los 5 años de edad (riesgo relativo = 2,9; intervalo de confianza del 95 %, 1,4-5,8)14. Asimismo, los lactantes con un episodio de bronquiolitis en el curso del cual tenían una PCE sérica ≥16 μg/l tuvieron más episodios de sibilancias y más ingresos hospitalarios por bronquitis que los que tenían valores < 16 μg/ml, que es un marcador específico, pero poco sensible14. De hecho, presentaron episodios posteriores de sibilancias el 86 % de los niños con valores de PCE ≥ 16 μg/l, el 76 % de los que tuvieron valores ≥ 8 μg/l y el 40 % de los que tuvieron valores < 8 μg/l. En cambio, en otro estudio, las concentraciones de PCE en un primer episodio de bronquiolitis no fueron predictoras del desarrollo posterior de asma15.

Esputo inducido

El examen del esputo proporciona un método directo de estudiar de forma no invasora la inflamación de las vías aéreas. Ya en el siglo xix se apreció la utilidad de la apariencia microscópica del esputo en el diagnóstico del asma, y se describió en estos pacientes las espirales de Curschmann y los cristales de Charcot-Leyden asociados a eosinofilia. La demostración de la presencia de inflamación de la mucosa de las vías aéreas en los pacientes asmáticos16 ha estimulado el interés por el estudio del esputo como un medio de valorar de forma no invasora la inflamación bronquial17.

En 1992 se publicó el primer estudio de inducción del esputo en niños con asma, gracias a la utilización de suero salino hipertónico nebulizado ultrasónicamente para facilitar la producción del esputo18. Se han desarrollado también mejoras técnicas en el procesamiento del esputo con el empleo de dithiotreitol, un reactivo que rompe los puentes disulfuro entre las fibras de glucoproteínas que mantienen el esputo en su forma de gel, lo que facilita la dispersión celular y hace más fácil y reproducible el recuento celular.

La administración de suero salino hipertónico constituye un estímulo broncoconstrictor, por lo que se deben realizar mediciones repetidas de la función pulmonar y se tiene que hacer inhalar previamente salbutamol para prevenir el broncospasmo, a menos que se pretenda realizar de forma conjunta una prueba de broncoprovocación, midiendo en la misma prueba la hiperrespuesta bronquial y la inflamación de las vías aéreas19,20. La tasa de éxitos en la inducción del esputo en niños oscila entre el 60 y el 100 %, y si se realiza el test de broncoprovocación es menor que si se administra previamente salbutamol. El tratamiento previo con agonistas β2-adrenérgicos no altera el recuento celular19.

Se utilizan de forma sucesiva nebulizaciones de suero salino al 3, 4 y 5 %17, o bien de suero salino al 3,521 o 4,5 %22 durante tiempos crecientes. Es preferible la utilización de nebulizadores ultrasónicos de bajo flujo (0,9 ml/min), ya que el uso de nebulizadores de alto flujo, aunque consigue un mayor porcentaje de éxitos en la inducción del esputo, puede provocar un mayor porcentaje de broncoconstricción. Utilizando la técnica de bajo flujo, el descenso medio del FEV1 en pacientes adultos y niños con asma leve fue del 5,3 %18. Aunque ocasionalmente es necesario el empleo de dosis adicionales de salbutamol por descensos del FEV1 superiores al 20 %, la técnica de inducir el esputo se ha realizado de forma segura en niños tanto con asma leve-moderada23 como en niños que acuden a la unidad de urgencias con una crisis de asma aguda24. En este último caso se ha realizado una modificación de la técnica utilizando suero salino fisiológico en lugar de suero salino hipertónico, con lo que se produjeron caídas del FEV1 sólo entre el 0 y el 8 %24.

El mecanismo de inducción del esputo por la inhalación de suero salino hipertónico no está claro. Parece que el suero salino induciría un aumento del flujo de agua a las vías aéreas y liberaría o incrementaría el volumen de las secreciones, facilitando su expectoración18. Además, se estimularían los receptores de la tos y quizás se aumentaría el aclaramiento mucociliar25.

El esputo es una mezcla variable de secreciones traqueobronquiales, saliva y suero salino hipertónico. Se han descrito 2 técnicas básicas para procesarlo: la primera consiste en seleccionar todas las porciones viscosas de la muestra expectorada18 y la segunda, en procesar toda la muestra, que contiene esputo más saliva26. Con ambas técnicas se han obtenido resultados válidos y reproducibles, tanto de la composición de la fracción celular como de la fracción soluble del esputo inducido27, aunque la mayoría de los estudios en niños han utilizado la primera técnica.

El estudio de más utilidad en el esputo es el recuento celular y, fundamentalmente, del porcentaje de eosinófilos. La célula dominante en el esputo de niños normales es el macrófago, y el límite superior normal del porcentaje de eosinófilos es el 2,5 %. La presencia de eosinófilos en el esputo se correlaciona con el porcentaje de éstos en el aspirado bronquial y en el lavado broncoalveolar28. El esputo es una muestra de la luz bronquial y, a medida que el tiempo de inducción es mayor, constituye un reflejo progresivo desde las vías aéreas centrales hasta las periféricas. Por eso el porcentaje de eosinófilos en el esputo se correlaciona mejor con el lavado bronquial o el aspirado bronquial que con el número de eosinófilos en la biopsia bronquial. Se ha estudiado también un conjunto muy amplio de marcadores solubles en el sobrenadante del esputo de pacientes asmáticos: citocinas, mediadores derivados del eosinófilo, neutrófilo y mastocito, moléculas de adhesión, derivados del óxido nítrico, etc.27.

El hecho de tratarse de una técnica relativamente no invasora y que se puede repetir de una manera secuencial ha permitido avanzar en los conocimientos sobre la reacción inflamatoria que ocurre en el asma, incluyendo lo que ocurre en los niños. Así, los niños con asma estable presentan un aumento de eosinófilos (mediana, 4,3 %) y de células epiteliales (mediana, 14 %) comparado con los niños normales (medianas, 0,3 y 1,5 %), lo que demuestra que los niños con asma presentan una inflamación eosinofílica y daño epitelial22. Además, en este trabajo la inflamación se observaba incluso en los niños que recibiendo glucocorticoides inhalados (GCI), tenían una función pulmonar normal y un buen control sintomático de su enfermedad22.

En niños con crisis agudas de asma se observa un aumento importante del porcentaje de eosinófilos24.

El grado de eosinofilia en el esputo se correlaciona con la gravedad del asma crónica en los niños, de forma que los niños con asma persistente presentan un porcentaje más elevado de eosinófilos que los niños con asma episódica frecuente, y éstos a su vez más elevado que los niños con asma episódica infrecuente29. De esta forma, parece que el patrón clínico del asma se relaciona con el grado de inflamación de la vía aérea, lo que apoya el empleo de la valoración clínica de la frecuencia de episodios de sibilantes en los últimos 12 meses para determinar los requerimientos de tratamiento antiinflamatorio.

En pacientes adultos con asma corticodependiente, al reducir la dosis de glucocorticoides orales (GCO) se produce un aumento de los eosinófilos en esputo que precede en 4 semanas al aumento de los eosinófilos en sangre y en 6 semanas a la exacerbación con el empeoramiento de los síntomas y el FEV1. La exacerbación clínica se acompaña también de aumento de PCE en el esputo30.

El tratamiento con GCI disminuye el porcentaje de eosinófilos en el esputo. Un aspecto interesante de la respuesta del porcentaje de eosinófilos al tratamiento con GCI es la existencia de una curva dosis-respuesta en todos los intervalos de dosis desde 100 a 1.600 μg/día, mientras que con el óxido nítrico se observa una meseta a partir de 400 μg/día31.

El estudio de la celularidad predominante en los pacientes asmáticos parece indicar la existencia de 2 patrones diferentes de inflamación: uno, en el que predominan los eosinófilos, y otro, en el que predominan los neutrófilos. Este hecho, que se describió inicialmente en las crisis agudas de asma, parece observarse también en los pacientes con asma persistente tratados con corticoides32. Se ha sugerido que estos datos podrían tener importancia terapéutica, ya que la eosinofilia en el esputo podría indicar una respuesta favorable a los corticoides.

Otra utilidad de los marcadores en el esputo inducido es su ayuda en el diagnóstico de asma, para lo que tienen una fiabilidad mayor que los marcadores séricos: los pacientes con asma en comparación con el grupo control tienen un mayor porcentaje de eosinófilos en esputo, eosinófilos en sangre, y niveles mayores de PCE en esputo. El área bajo la curva ROC muestra que los eosinófilos en esputo (0,9) son significativamente mejores marcadores que los eosinófilos en sangre (0,72) y que la PCE sérica (0,67)33.

El estudio del esputo inducido ofrece unas perspectivas prometedoras en el manejo del asma. El procedimiento para la obtención de un esputo puede ser relativamente rápido, y con frecuencia precisa menos de 10-15 min. Sin embargo, se necesitan al menos 60-90 min adicionales para procesarlo y realizar el recuento diferencial celular. Además, el número de pacientes que se puede estudiar en paralelo es limitado, ya que el esputo necesita procesarse antes de 2 h de su extracción. Por lo tanto, se trata de un método costoso y que requiere tiempo, razón por la que hasta ahora se ha utilizado fundamentalmente en investigación, y menos en la práctica clínica.

Marcadores en el aire espirado

Óxido nítrico

El óxido nítrico (NO) es el marcador más estudiado en el aire espirado. El NO es un gas que está presente en el aire exhalado y que puede medirse mediante quimioluminiscencia. Esta técnica se basa en la reacción del NO con el ozono, que genera NO2, el cual, al estabilizarse, emite una radiación lumínica proporcional a la concentración de NO en el aire espirado. En los últimos años se ha estandarizado la medida del NO, tanto en adultos como en niños34-36, lo que hace que la técnica sea más fiable.

El NO se forma de manera continua en las vías aéreas. Durante la espiración se mezcla el NO producido por los alvéolos con el NO generado en las vías aéreas de conducción. Por este motivo, las concentraciones de NO en el aire exhalado son dependientes del flujo. Hay que tener en cuenta que en las vías aéreas superiores se produce una gran cantidad de NO, y se observa la máxima concentración en la mucosa de los senos paranasales, unas 3.000 ppb (partes por billón), en contraste con las determinaciones en las vías aéreas distales mediante broncoscopia, que corresponden a alrededor de 5 ppb. Por tanto, para medir el NO procedente de las vías aéreas inferiores en el aire exhalado, es necesario evitar la contaminación del aire procedente de las vías aéreas superiores. Para ello se realiza una exhalación lenta contra una resistencia fija, con lo que se consigue el cierre del paladar blando.

Hay 2 métodos de medir el NO. En el método on-line el gas exhalado se recoge a un flujo fijo a través de una conexión lateral del circuito espiratorio. En el método off-line el aire exhalado se recoge en una bolsa inerte para el NO y se analiza con posterioridad.

El NO tiene numerosos efectos en las vías aéreas y se produce en cantidades elevadas en el asma. El NO se forma a partir del aminoácido L-arginina a través de la enzima NO sintetasa. Existen 3 formas de esta enzima, 2 constitucionales (la NO sintetasa neuronal [nNOS] y la NO sintetasa endotelial [eNOS]) y una forma inducible (iNOS), que no se expresa en condiciones normales y se induce por las citocinas inflamatorias y por las endotoxinas. Las formas constitucionales están relacionadas con la regulación fisiológica de la función de la vía aérea (vasodilatación, broncodilatación leve, regulación del aclaramiento mucociliar), mientras que la forma inducible participa en las enfermedades inflamatorias de las vías aéreas y en la defensa contra las infecciones. La forma inducible se inhibe por la acción de los corticoides, pero no las formas constitucionales.

La medición del NO en el aire exhalado37 ha abierto la posibilidad de su utilización como un marcador no invasor de la inflamación asmática, y cumple varios de los requisitos para ser un marcador ideal: es fácil de medir, puede considerarse una muestra directa de las vías aéreas inferiores, es posible realizar medidas repetidas, está aumentado en el asma bronquial y disminuye con el tratamiento antiinflamatorio.

La concentración de NO exhalado en niños sanos es independiente de la edad y del sexo38. En nuestro grupo, tras determinar la concentración normal de NO exhalado en un grupo de 37 niños sanos, hemos obtenido un valor medio de 3,1 ppb, con un rango de 1 a 6 ppb39.

Varios estudios han mostrado una elevación de los valores de NO en pacientes adultos y en niños con asma. El aumento de NO tiene su origen predominantemente en las vías aéreas inferiores y se debe sobre todo a la activación de la iNOS. Mediante estudios inmunohistoquímicos se ha comprobado un aumento de la iNOS en las vías aéreas de los pacientes asmáticos localizado preferentemente en las células epiteliales40, pero también en células inflamatorias como los macrófagos y los eosinófilos. También puede haber una pequeña contribución de la NOS neuronal, ya que los polimorfismos del gen NOS1 se correlacionan con el nivel de NO exhalado41.

La exposición a estímulos proinflamatorios produce un aumento del NO exhalado. Tras una prueba de provocación bronquial específica con alérgenos, en la fase precoz broncoconstrictora no se modifica el NO, pero sí aumenta de forma progresiva durante la fase tardía, lo que puede ser un reflejo de la expresión de iNOS en respuesta a las citocinas inflamatorias42. Los niveles de NO aumentan también con la exposición natural a alérgenos inhalados durante la estación polínica o a alérgenos de interior43,44.

En niños con asma se ha comprobado que los valores de NO exhalado se correlacionan significativamente con la hiperrespuesta bronquial a la metacolina, respuesta a broncodilatadores, síntomas clínicos y concentraciones séricas de IgE y proteína catiónica del eosinófilo45. También los valores de NO exhalado muestran una buena correlación en niños con asma con el porcentaje de eosinófilos y los valores de proteína catiónica del eosinófilo en el lavado broncoalveolar46.

La medición del NO exhalado puede tener las siguientes utilidades: ayuda en el diagnóstico del asma, monitorización de la enfermedad y del tratamiento, y valoración de los lactantes y preescolares con sibilantes.

Ayuda en el diagnóstico del asma

Recientemente se han publicado datos que muestran que la determinación de NO exhalado puede ser de ayuda en el diagnóstico del asma:

­ En pacientes adultos, un punto de corte de NO exhalado de 16 ppb mostró una especificidad elevada para el diagnóstico del asma (90 %) pero una baja sensibilidad (69 %), y con un punto de corte de 13 ppb se obtuvo una especificidad del 85 % y una sensibilidad del 80 %47.

­ En un grupo de niños preescolares (edad, 3,8-7,5 años), con un punto de corte de 9,7 ppb la sensibilidad del NO exhalado para el diagnóstico del asma fue de 86 % y la especificidad, del 92 % para discriminar niños con asma de controles sanos48.

Monitorización de la enfermedad

Los valores de NO exhalado son de utilidad para controlar el efecto del tratamiento antiinflamatorio y la aparición de exacerbaciones. En pacientes en los que se disminuye la dosis de GCI, los valores de NO pueden aumentar antes de que ocurran cambios en otros parámetros, tales como la función pulmonar o el número de eosinófilos en el esputo, y por lo tanto pueden servir como un aviso precoz de una pérdida de control del asma49.

Monitorización del tratamiento

Los valores de NO exhalado no se afectan por la administración de agonistas b2-adrenérgicos de acción corta ni prolongada, lo que concuerda con la idea de que estos agentes no tienen influencia sobre la inflamación crónica del asma3. El tratamiento con nedocromilo tampoco disminuye los valores de NO exhalado45.

El montelukast disminuye en un 15-30 % los valores de NO exhalado en niños con asma50.

Los valores de NO son muy sensibles al tratamiento con glucocorticoides. Pueden disminuir de forma significativa incluso 6 h después del tratamiento con un corticoide nebulizado, y 2-3 días después del uso de GCI, obteniéndose un efecto máximo después de 2-4 semanas de tratamiento49. En nuestra experiencia, en un grupo de niños con asma leve intermitente sin tratamiento antiinflamatorio de base, asintomáticos y con la función pulmonar normal, encontramos en un porcentaje importante de ellos una concentración de NO exhalado elevada, lo que parecería indicar la existencia de inflamación asmática en su vía aérea. La administración de budesonida inhalada consiguió normalizar los valores en 2 semanas. También en un grupo de niños con asma moderada persistente en tratamiento con budesonida inhalada, en fase estable, asintomáticos y con una función pulmonar normal, el 60 % de ellos tenían una concentración de NO exhalado superior a la normal. Tras doblar la dosis de budesonida se normalizaron igualmente los valores en 2 semanas51. Otros autores han encontrado igualmente un aumento de los valores de NO exhalado en los pacientes asmáticos sin tratamiento corticoideo, pero valores similares a los del grupo control en los que tomaban glucocorticoides52.

Al interrumpir el tratamiento con GCI, incluso en pacientes que los han tomado hasta 4 años, se produce un aumento de los valores de NO exhalado45. Esto parece indicar que los GCI no producen un efecto inhibitorio sostenido sobre la producción de NO. También sugiere que la monitorización de los valores de NO exhalado en los pacientes que toman GCI puede servir como parámetro de valoración del cumplimiento del tratamiento.

En la crisis aguda de asma se produce un aumento del NO exhalado, que disminuye con el tratamiento con GCO, hasta su normalización o, en casos de niños con asma más grave, hasta los valores propios del asma leve-moderada53-55.

La monitorización del NO puede ser útil en pacientes que toman tratamiento combinado con agonistas β2 y GCI, para asegurar que la inflamación está controlada, ya que puede ser difícil valorarla por la evolución de los síntomas, al estar usando un agonista β2 de acción prolongada3.

No obstante, se ha visto que mientras que con el empleo de GCI en dosis bajas se puede conseguir un control de los síntomas del asma y una disminución de los valores de NO exhalado, la disminución de los eosinófilos en esputo, con un control similar de los síntomas, puede necesitar dosis mayores de GCI, lo que sugiere que los valores de NO pueden ser demasiado sensibles al tratamiento con corticoides para determinar que la inflamación está totalmente controlada49.

Algunos pacientes adultos, con asma moderada o grave persistente de difícil control, en tratamiento con dosis altas de GCI o con corticoides orales, continúan presentando valores altos de NO, aunque menores que los asmáticos que no reciben glucocorticoides56. La identificación de pacientes en los que los valores de NO exhalado permanecen elevados, a pesar del tratamiento con dosis altas de GCI, puede representar una resistencia o insensibilidad a los glucocorticoides y sugiere la persistencia de inflamación pulmonar56. En un grupo de niños con asma de difícil control con síntomas persistentes a pesar de la utilización de dosis elevadas de GCI, se realizó tratamiento con GCO durante 2 semanas, y se observó también la existencia de 2 grupos diferentes de pacientes: uno con valores elevados de NO, en la mayoría incluso tras el tratamiento con prednisona, y otro con valores normales de NO, antes y después del tratamiento con prednisona oral. En ambos subgrupos hubo niños en los que persistían los síntomas. Estos resultados parecen indicar que puede haber diferentes patrones de niños con asma de difícil control y pueden orientar la utilización de tratamientos alternativos a los glucocorticoides.

No está claro si los valores de NO son útiles para indicar un cambio de tratamiento en los pacientes con asma. Datos recientes indican que un valor de NO superior a 13 ppb puede tener una sensibilidad de 0,67 y una especificidad de 0,65 para predecir un aumento en la escala de tratamiento57.

Una de las limitaciones del empleo del NO exhalado como control de los pacientes asmáticos es la falta de una curva dosis-respuesta adecuada con el empleo de GCI, de forma que algunos autores han observado un plateau en la respuesta del NO con 400 mg de budesonida31. Según estos autores, en pacientes tratados con dosis moderadas o altas de GCI existirían pocas diferencias en los valores de NO, en contraste con diferencias más importantes desde el punto de vista clínico en cuanto a la gravedad del asma. Parece pues que el NO exhalado no refleja todos los cambios inflamatorios que se producen en los pacientes asmáticos. Otras limitaciones del NO exhalado en la monitorización de los pacientes asmáticos son58: los valores de NO en los pacientes con asma no alérgico no están aumentados, la producción de NO puede aumentar transitoriamente en respuesta a infecciones víricas, por lo que no se debe determinar el NO inmediatamente tras una infección vírica, y finalmente existe una superposición de valores entre los controles normales y los pacientes asmáticos, y los asmáticos pueden tener valores desde normales a muy elevados.

Lactantes y preescolares con sibilantes

Recientemente se ha descrito también la medición del NO exhalado en niños de entre 3 y 24 meses de edad, durante la realización de estudios de función pulmonar con la técnica de la espiración forzada con presión positiva. Los lactantes con episodios de sibilancias y los que tenían una historia familiar de atopia presentaron valores más elevados que los lactantes normales59. Se han puesto a punto también métodos para la determinación del NO exhalado recogiendo el aire de la respiración a volumen corriente de niños pequeños35,36. Utilizando esta metodología, Baraldi et al55 encontraron en niños con bronquitis de repetición un aumento del NO exhalado en las fases de agudización, y Avital et al60, un aumento del NO en niños entre 2 y 7 años con asma bronquial en fase estable.

La importancia de estos estudios es la posibilidad de que pueda haber diferencias entre los lactantes con sibilancias debidas a infecciones virales en los que el NO exhalado no estaría elevado, y aquellos con sibilantes recurrentes en los que estaría elevado y disminuiría con el tratamiento con glucocorticoides61.

El NO constituye uno de los marcadores de más interés actualmente para el manejo de los pacientes asmáticos, tanto por su interés clínico como por la facilidad e inmediatez de su medición. Como inconvenientes cabe destacar el elevado precio de los aparatos de medición y su poca facilidad de transporte.

Monóxido de carbono

El monóxido de carbono (CO) es un gas que produce el organismo y se puede detectar también en el aire exhalado. Hay 3 fuentes principales del CO en el aire exhalado: degradación enzimática del hem, liberación no relacionada con el hem (peroxidación lipídica, xenobióticos, bacterias) y CO exógeno.

Alrededor del 85 % del CO endógeno procede de la degradación del hem por la hem oxigenasa. Existen 2 formas de hem oxigenasa: una forma constitucional (HO-2) y una forma inducible (HO-1) de distribución ubicua que se activa por citocinas proinflamatorias, NO, peróxido de hidrógeno, endotoxinas y oxidantes. La hem oxigenasa forma parte de los mecanismos protectores contra el estrés oxidativo.

La técnica para la determinación del CO en el aire exhalado es similar a la empleada para la medición del NO; en este caso se utiliza un analizador de CO, que tiene la ventaja de ser portátil, más barato y sencillo de manejar.

En el aire exhalado de los pacientes asmáticos se encuentran valores elevados de CO, que reflejarían el grado de inducción de la HO-1, con valores normales en pacientes tratados con GCI62,63. También se han encontrado valores elevados de CO en pacientes con asma grave, incluidos pacientes tratados con corticoides orales64. Sin embargo, la diferencia entre los valores de CO exhalado entre los pacientes asmáticos y los sanos es menor que para el NO, y existe una mayor superposición de valores65.

Tras realizar una prueba de provocación específica con alérgenos, el CO aumenta tanto en la fase precoz, posiblemente por la activación de la HO-1 por prostaglandinas liberadas por los mastocitos, como en la tardía por la activación por citocinas66. El CO no aumenta con la broncoconstricción inducida por la histamina, lo que indica que la broncoconstricción per se no influye en los valores de CO y, por tanto, la elevación que se observa durante la provocación alergénica estaría más relacionada con la inflamación y el estrés oxidativo que con los cambios en el calibre de las vías aéreas.

En un estudio realizado en niños, los valores de CO fueron más elevados en los niños con asma persistente que en los niños sanos y los niños con asma episódica ocasional. Los valores en estos 2 últimos grupos no fueron significativamente diferentes65. El NO exhalado se comportó de forma diferente, ya que estuvo elevado respecto a los controles sanos tanto en el grupo de niños con asma persistente como en el grupo con asma episódica ocasional, y no fue diferente entre los 2 grupos de pacientes asmáticos, lo que sugiere que la medida del NO puede no distinguir entre niños asmáticos con distinto nivel de gravedad. La medida del CO podría ofrecer, por tanto, datos complementarios a los obtenidos con el NO.

En este estudio también se apreció un inconveniente de la determinación de CO exhalado, al aumentar los valores de forma importante en las infecciones respiratorias de vías altas, aunque los valores se normalizan en el período de recuperación65.

Parece, por tanto, que la medida del CO puede ser otra forma de controlar la inflamación mediada por citocinas y oxidantes y de valorar los tratamientos antiinflamatorios.

Condensado del aire espirado

Otro enfoque para analizar los mediadores de la inflamación en el asma es la medición de mediadores no volátiles en el condensado del aire espirado. El gas subglótico está saturado con agua. El condensado del vapor de agua del aire espirado se consigue enfriándolo. Se trata de un procedimiento nada invasor y que no está influido por el calibre de las vías aéreas. El procedimiento es muy bien tolerado, incluso por pacientes con obstrucción grave de la vía aérea y por niños. Para recoger el condensado se hace respirar al paciente a través de una válvula que separa el aire inspirado del espirado. El aire espirado se hace circular por un condensador que se enfría a 0 °C con hielo o a ­20 °C mediante un circuito refrigerado, lo que hace que se condense y pueda ser recogido. En general, se tarda unos 10-15 min en obtener 1-3 ml de condensado3. Es importante evitar la contaminación con saliva y controlarla mediante la determinación de la concentración de amilasa en el condensado.

En el condensado se encuentran moléculas y sustancias derivadas de la cavidad oral, de la orofaringe, del árbol traqueobronquial y de los alvéolos. La contribución proporcional de cada uno de estos orígenes no se conoce todavía. Se asume que a partir del líquido superficial de las vías aéreas se origina un aerosol con el flujo turbulento de aire, de forma que el contenido del condensado refleja la composición del líquido superficial de las vías aéreas3. Dado que hay una buena correlación entre los valores de CO2 y O2 en el líquido condensado y en el aire espirado67, es posible que las partículas de aerosol espiradas en la respiración reflejen la composición del líquido de recubrimiento extracelular broncoalveolar.

Mediante este procedimiento en pacientes asmáticos se han encontrado concentraciones elevadas de peróxido de hidrógeno, prostanoides (isoprostanos y leucotrienos), productos de la peroxidación lipídica y nitritos y nitratos.

Peróxido de hidrógeno

Las células inflamatorias activadas en el asma, especialmente los eosinófilos, liberan varias especies reactivas de oxígeno, entre las que se encuentran el anión superóxido (O2.), y especies derivadas del nitrógeno, como el NO. Ambos se combinan entre sí para formar peroxinitrito (ONOO­) que es altamente reactivo y puede lesionar el epitelio de las vías aéreas. El O2. se metaboliza rápidamente para formar peróxido de hidrógeno (H2O2), que difunde a través del revestimiento líquido de la vía aérea y puede evaporarse en el aire exhalado. La medida del H2O2 en el líquido condensado del aire espirado puede ser usada de esta forma como un marcador no invasor de estrés oxidativo en el asma bronquial68,69.

En el trabajo de Horvath et al70, el 70 % de pacientes asmáticos no tratados con esteroides presentaban un aumento del H2O2, mientras que prácticamente todos ellos presentaban un aumento de NO exhalado. De acuerdo con estos datos, la medida del NO es una técnica más sensible en el diagnóstico del asma que el H2O2, y no todos los pacientes tienen estrés oxidativo. En el mismo estudio, los pacientes asmáticos tratados con esteroides que se encontraban estables presentaban un valor normal tanto del NO como del H2O2. En cambio, los pacientes asmáticos tratados con corticoides que se encontraban inestables presentaban un valor normal de NO, pero un aumento del H2O2 que reflejaba una persistencia de estrés oxidativo e inflamación no detectable con el NO. Esto sugiere que el H2O2 podría ser útil en la monitorización del control de la inflamación asmática en conjunción con el NO.

Prostanoides

Los prostanoides son potentes mediadores de la inflamación, entre los que se encuentran las prostaglandinas, los leucotrienos y los isoprostanos. Mediante el estudio del condensado del aire espirado se están obteniendo datos más precisos de su posible papel en el asma:

­ Las prostaglandinas PGE2 y PGF2α no están aumentadas de forma significativa en el asma3.

­ Los cisteinil-leucotrienos (LTC4, LTD4 y LTE4) se producen fundamentalmente por los mastocitos y los eosinófilos, y dan lugar a broncoconstricción, aumento de la permeabilidad vascular e hipersecreción mucosa. El leucotrieno B4 (LTB4) es un potente reclutador de los neutrófilos. Se ha encontrado que los valores tanto de cisteinil leucotrienos como de LTB4 están aumentados en niños con asma leve persistente y moderada y grave persistente, con valores más elevados en las categorías más graves. Todos estos niños recibían tratamiento con GCI, pero no con antagonistas de los leucotrienos. Los valores en los pacientes con asma leve intermitente no fueron diferentes de los encontrados en el grupo de control. En estos mismos pacientes los valores de NO exhalado aumentaron respecto al grupo de control, en todos los grupos de niños con asma71.

En pacientes adultos con asma moderada en los que empeora su sintomatología al retirar los GCI, se observa un incremento adicional de los valores de cisteinil leucotrienos en el condensado del aire espirado72.

­ Los isoprostanos son un tipo de prostanoides formados por la peroxidación lipídica del ácido araquidónico. Circulan en el plasma, se eliminan en la orina y se pueden detectar en el condensado del aire espirado. En el asma, los valores de 8-isoprostano se elevan al doble en los pacientes con asma leve, y al triple en los pacientes con asma grave, independientemente del tratamiento con corticoides73. La falta relativa de efecto de los corticoides sobre el 8-isoprostano sugiere que los GCI pueden no ser muy efectivos para disminuir el estrés oxidativo.

Productos de la peroxidación lipídica

Se ha comprobado que en niños con una crisis aguda de asma los valores de malonildialdehído, un producto de la peroxidación lipídica, se elevan, y los valores de glutatión reducido (GSH) disminuyen, y ambos se normalizan con el tratamiento con corticoides sistémicos74. Estos datos contribuyen también a apoyar el papel del estrés oxidativo en la fisiopatología del asma. La producción de malonildialdehído puede representar un aumento de la rotura de membranas y de la formación de ácido araquidónico para sintetizar leucotrienos y otros mediadores inflamatorios.

Productos relacionados con el óxido nítrico

El NO reacciona con el superóxido para formar peroxinitritos, los cuales pueden unirse a moléculas que contienen tioles tales como la cisteína y el glutatión para formar S-nitrosotioles o pueden oxidarse a nitratos y nitritos. Los peroxinitritos también reaccionan con varias moléculas y originan modificaciones covalentes. El resultado de una de estas modificaciones es la 3-nitrotirosina, un producto estable de la descomposición de los peroxinitritos, que se utiliza como un marcador para identificar el efecto de los oxidantes derivados del NO en diversas enfermedades3.

En el condensado del aire espirado se han encontrado valores elevados de nitritos en pacientes asmáticos, sobre todo en las exacerbaciones agudas75, aumento de la 3-nitrotirosina que disminuye con el tratamiento con corticoides y que aumenta con la retirada de éstos, coincidiendo con la aparición de sintomatología, lo que sugiere que puede ser un predictor del deterioro en el asma y que puede desempeñar un papel en el remodelamiento de las vías aéreas72. Los valores de S-nitrosotioles disminuyen con el tratamiento con GCI en dosis de 400 μg/día, pero no con dosis bajas de 100 μg/día, en contraste con los de nitritos y nitratos, lo que sugiere que estos últimos son más sensibles al tratamiento antiinflamatorio3.

Citocinas

El análisis del condensado del aire espirado proporciona un medio de profundizar en el conocimiento de la fisiopatología del asma en los niños. En este sentido se ha comprobado que los niños con asma presentan un aumento de la concentración de interleucina 4 (IL-4) y una disminución del interferón-gamma (IFN-γ) en el condensado del aire espirado. Los valores de IFN-γ habían disminuido tanto en los niños tratados como en los no tratados con corticoides, mientras que los de IL-4 habían aumentado en los no tratados con GCI y eran normales en los tratados con 600 μg o más de GCI76.

Temperatura del aire espirado

La medición de la temperatura del aire espirado muestra una buena correlación con los valores de NO exhalado en niños con asma bronquial no tratados con glucocorticoides, por lo que podría ser también un marcador de la inflamación asmática77.

En resumen, en la actualidad se dispone de un amplio abanico de marcadores no invasores para el control y seguimiento de los pacientes asmáticos y que han demostrado su utilidad en trabajos de investigación; los más útiles son los eosinófilos en esputo y el NO exhalado. Además, se están definiendo las diferencias en su comportamiento, que hacen que su utilidad pueda ser complementaria. Así, en el asma existe un aumento importante del NO, un aumento modesto del CO y un aumento moderado del 8-isoprostano. El NO exhalado es sensible a la inhibición por dosis bajas de GCI, mientras que el CO exhalado y el 8-isoprostano son mucho menos sensibles. En los próximos años habrá que definir la utilidad y la aplicación de estos parámetros en la práctica clínica diaria.

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