Offline exhaled nitric oxide in children: chemiluminescence vs. electrochemical devices / Óxido nítrico exhalado «fuera de línea¼ en niños: comparación entre equipos de quimioluminiscencia y electroquímicos

Abstract Background: Exhaled nitric oxide (eNO) is a noninvasive marker of airway inflammation that has been used in children, using the "offline" technique. To the extent of our knowledge, no article reported in literature compares the concordance and correlation between the two different technologies used to measure eNO at tidal volume offline. This study aimed to report the concordance and correlation of the eNO measured "offline" at tidal volume, using chemioluminiscence (cl) vs electrochemical devices (eq). Methods: A cross-sectional, observational, and prospective study was conducted in the National Institute of Respiratory Diseases (Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias), Mexico City. Healthy children and those with a lung disease between 1 and 11 years of age were included. The exhaled air sample at tidal volume was obtained by attaching a mask connected to a Mylar® bag. Results: We studied 36 children. The mean ± standard deviation (SD) age of the study population was 6 ± 2.6 years; 25% of the subjects included were healthy, and the rest had a lung disease. The concordance correlation coefficient between the two measuring devices was 0.98 (p < 0.001), with a mean difference of 1.46 ± 3.5 ppb and 95% limits of agreement from -5.3 ppb to 8.3 ppb. The linear regression model equation for the estimation of eNO was eNOcl = (eNOeq·1.0718) - 0.1343 (r2 = 0.97). Conclusions: The measurement of eNO at tidal volume by the offline method can be analyzed by electrochemical devices, and the results are interchangeable with those analyzed by chemiluminescence technology.

Resumen Introducción: El óxido nítrico exhalado (eNO) es un marcador no invasivo de inflamación de la vía aérea que se ha utilizado en niños mediante técnica «fuera de línea¼. Por lo que sabemos, en la literatura no existen reportes que comparen la concordancia y la correlación entre dos técnicas diferentes a volumen corriente. El objetivo de este trabajo es informar la concordancia y la correlación del eNO obtenido por la técnica fuera de línea a volumen corriente en los equipos de quimioluminiscencia (cl) y electroquímico (eq). Métodos: Se realizó un estudio transversal, observacional y prospectivo en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias, en Ciudad de México. Se incluyeron niños sanos y con enfermedad pulmonar de 1-11 años de edad. La muestra de aire exhalado se obtuvo a volumen corriente mediante una máscara con conexión a una bolsa de Mylar®. Resultados: Se estudiaron 36 niños. La edad promedio con su desviación estándar de la población de estudio fue de 6 ± 2.6 años. El 25% de los sujetos incluidos estaban sanos y el resto tenían alguna enfermedad pulmonar. El coeficiente de correlación de concordancia entre los dos equipos fue de 0.98 (p < 0.001), con una diferencia media de 1.46 ± 3.5 ppb y unos límites de concordancia del 95% de −5.3 a 8.3 ppb. La ecuación del modelo de regresión lineal del eNO fue eNOcl = (eNOeq·1,0718) − 0.1343 (r2 = 0.97). Conclusiones: La medición del eNO por el método fuera de línea a volumen corriente puede analizarse en dispositivos electroquímicos. Los resultados son intercambiables con los de quimioluminiscencia.

Rol de la fracción espirada de oxido nítrico en el niño con diagnóstico de asma bronquial / Role of the exhaled fraction of nitric oxide in children with diagnosis of bronchial asthma

El asma es la enfermedad respiratoria crónica pediátrica más frecuente. En la mayoría de los niños se caracteriza por inflamación de la vía aérea de tipo eosinofílica alérgica. La fracción espirada de óxido nítrico (FENO) es un biomarcador de inflamación eosinofílica de vía aérea, su medición es no invasiva y fácil de realizar y ha sido evaluado en los últimos años para su aplicación clínica en el diagnóstico y tratamiento del asma en niños y adultos. Esta revisión abordará el origen anatómico y bioquímico del FENO, aspectos prácticos de su medición, valores de referencia y su aplicación clínica en el diagnóstico y tratamiento del asma pediátrico.

Asthma is the most common pediatric chronic disease characterized in most children by allergic eosinophilic airway inflammation. The exhaled fraction of nitric oxide (FENO) is a biomarker of eosinophilic airway inflammation, constituting a non-invasive and easy-to-perform test that has been evaluated in recent years for its clinical application in the diagnosis and treatment of asthma in children and adults. This review will address the anatomical and biochemical origin of FENO, practical aspects of its measurement, reference values and its clinical application in the diagnosis and treatment of pediatric asthma.

Asociación entre el índice de predicción de asma y el óxido nítrico exhalado en niños pequeños con sibilancias recurrentes / Association between the Asthma Predictive Index and levels of exhaled nitric oxide in infants ans toddlers with recurrent wheezing

Introducción. Es difícil identificar de manera temprana qué niños con sibilancias recurrentes desarrollarán asma en el futuro. El índice predictor de asma (API) es un cuestionario basado en parámetros clínicos y de laboratorio aplicado para este fin. La medición de la fracción exhalada de óxido nítrico (FE NO) se utiliza como un marcador de inflamación eosinofílica en las vías aéreas de los pacientes asmáticos. Objetivo. Determinar la asociación entre el índice predictor de asma y los valores de FE NO en menores de 3 años con sibilancias recurrentes. Materiales y métodos. Estudio observacional de corte transversal. Se incluyeron niños menores de 36 meses con tres o más episodios de obstrucción bronquial en el último año sin tratamiento previo con corticosteroides inhalados o antagonistas de los receptores de leucotrienos. Después de obtener los datos clínicos, se realizó la determinación de FE NO mediante un analizador de quimioluminiscencia mientras el paciente respiraba a volumen corriente (técnica on line). Resultados. Se incluyeron 52 niños de entre 5 y 36 meses de edad. Los pacientes con un índice (+) constituyeron el 60% de la población y presentaron valores de FE NO más elevados que los niños con un índice (-), mediana (rango) 13,5 (0,7 a 31) contra 5,6 (0,1 a 20,8) ppb, respectivamente (p <0,01). Se observó FE NO elevado (>8 ppb) en el 74% de los niños con API (+) y en el 26% de los niños con API (-) (p <0,01). Conclusiones. En el presente estudio se encontró una asociación entre los niveles elevados de óxido nítrico exhalado y un índice predictor de asma positivo en niños menores de 3 años con sibilancias recurrentes.

It is difficult to make an early identification of which children with recurrent wheezing will develop asthma in the following years. The Asthma Predictive Index (API) is a questionnaire based on clinical and laboratory parameters used for this end. The measurement of fractional exhaled nitric oxide (FE NO) has been used as a marker of eosinophilic airway infammation in asthma patients. Objective. To determine the association between the Asthma Predictive Index and FE NO levels in children younger than 3 years old with recurrent wheezing. Materials and methods. Observational, cross sectional study. Children younger than 36 months old with 3 or more episodes of bronchial obstruction in the past year who were inhaled corticosteroid-naive or leukotriene receptor antagonist-naive were included. After recording clinical data, FE NO was measured by a chemiluminescence analyzer during tidal breathing (online method). Results. A total of 52 children aged 5-36 months old were included. Patients with a positive API accounted for 60% of the population and had higher levels of FE NO than those with a negative API, with a median (range) of 13.5 ppb (0.7-31) versus 5.6 ppb (0.1-20.8), respectively (p <0.01). A high FE NO (>8 ppb) was observed in 74% of children with a positive API and in 26% of those with a negative API (p <0.01). Conclusions. This study found an association between high levels of exhaled nitric oxide and a positive Asthma Predictive Index in children younger than 3 years old with recurrent wheezing.

Edema pulmonar de altura: Modelo de estudio de la fisiopatología del edema pulmonar y de la hipertensión pulmonar hipóxica en humanos / High altitude pulmonary edema. An experiment of Nature to study the underlying mechanisms of hypoxic pulmonary hypertension and pulmonary edema in humans

La altura, fascinante laboratorio natural de investigación médica, provee resultados con importantes implicancias para la comprensión de enfermedades que afectan a millones de personas que viven en ella, asi como para el tratamiento de enfermedades ligadas a la hipoxemia en pacientes que viven en baja altitud. El edema pulmonar de altura (EPA) es una entidad que pone en peligro la vida y que ocurre en sujetos predispuestos pero sanos. Esto permite estudiar los mecanismos subyacentes del edema pulmonar en humanos, sin la presencia de factores que presten a la confusión como enfermedades concomitantes. El EPA resulta de la conjunción de dos defectos mayores: acumulación de líquido en el espacio alveolar debido a una hipertensión pulmonar hipóxica exagerada, y alteración en la eliminación del mismo por un defecto en el transporte transepitelial alveolar de sodio. En esta revisión, describimos brevemente las características clínicas y revisaremos este novedoso concepto. Proveemos evidencia experimental de como la síntesis alterada de óxido nítrico y/o la disminución de su biodisponibilidad representan el defecto central que predispone a la vasoconstricción pulmonar hipóxica exagerada y a la acumulación de líquido en el espacio alveolar. Mostramos que la hipertensión pulmonar hipóxica exagerada, per se, no es suficiente para producir un EPA, y que una alteración en la eliminación del fluido del espacio alveolar representa un segundo mecanismo fisiopatológico importante. Finalmente, describimos cómo los nuevos aportes obtenidos de los estudios del EPA pueden ser trasladados al manejo de otros estados patológicos ligados a la hipoxemia.

High altitude constitutes an exciting natural laboratory for medical research. Over the past decade, it has become clear that the results of high-altitude research may have important implications not only for the understanding of diseases in the millions of people living permanently at high altitude, but also for the treatment of hypoxemia-related disease states in patients living at low altitude. High-altitude pulmonary edema (HAPE) is a life-threatening condition occurring in predisposed, but otherwise healthy subjects, and, therefore, allows to study underlying mechanisms of pulmonary edema in humans, in the absence of confounding factors. Over the past decade, evidence has accumulated that HAPE results from the conjunction of two major defects, augmented alveolar fluid flooding resulting from exaggerated hypoxic pulmonary hypertension, and impaired alveolar fluid clearance related to defective respiratory transepithelial sodium transport. Here, after a brief presentation of the clinical features of HAPE, we review this novel concept. We provide experimental evidence for the novel concept that impaired pulmonary endothelial and epithelial nitric oxide synthesis and/or bioavailability may represent the central underlying defect predisposing to exaggerated hypoxic pulmonary vasoconstriction and alveolar fluid flooding. We demonstrate that exaggerated pulmonary hypertension, while possibly a condition sine qua non, may not be sufficient to cause HAPE, and how defective alveolar fluid clearance may represent a second important pathogenic mechanism. Finally, we outline how this insight gained from studies in HAPE may be translated into the management of hypoxemia related disease states in general.