# اختبار التنفس النيتروجيني

طبيا يقاس أكسيد النيتروجين في الزفير (eNO) في اختبار التنفس لمرض الربو ولحالات اخرى في الجهاز التنفسي والتي تتميز بوجود التهاب في مجرى الهواء . أكسيد النيتروجين (NO) هو جزيء غازي تنتجه أنواع معينة من الخلايا الجسم في الاستجابة الالتهابية. يعد جزء النيتروجين عند الزفير (FE $_{NO}$ ) علامة حيوية مهمة للتشخيص والمتابعة وكدليل للعلاج لدى البالغين والأطفال المصابين بالربو. أصبح اختبار التنفس متاحا مؤخرا في العديد من المستشفيات المجهزة تجهيزًا جيدًا في البلدان المتقدمة، على الرغم من أن دوره الدقيق لا يزال غير واضح.

## علم الاحياء

يتم إنتاج أكسيد النيتريك في البشر من إل-أرجينين بواسطة ثلاثة إنزيمات تسمى بمخلقات اكسيد النتريك او سينسيز أكسيد النيتريك (NOS):المحفزة (iNOS) والبطانية ( eNOS ) والعصبية (nNOS). ينشط الأخيران باستمرار في الخلايا البطانية والخلايا العصبية على التوالي، في حين يمكن تحفيز عمل ( iNOS) في حالات مثل الالتهاب (على سبيل المثال، عن طريق السيتوكينات).
في الالتهاب، تستخدم العديد من الخلايا المحفزة (iNOS) لإنتاج اوكسيد النتريك، بما في ذلك الحمضات. وبناء على ذلك أُطلق على eNO (المعروف أيضا باسم FeNO "أكسيد النيتريك الزفير الجزئي") اسم مقياس الالتهاب.
على الرغم من أنه يُعتقد أن iNOS هو المساهم الرئيس في أكسيد النيتروجين عند الزفير في الأشخاص المصابين بالربو تشير الدراسات التي أجريت على الفئران إلى دور nNOS .
سابقا كان يُعتقد أن أكسيد النيتروجين الناتج عن الزفير يأتي في الغالب من الجيوب الأنفية و التي تحتوي على مستويات عالية من أكسيد النيتروجين. و تبين فيما بعد أن المسالك الهوائية السُفلية تساهم بمعظم أكاسيد النيتروجين التي يتم إخراجها من الزفير وأن تلوث الزفير باكسيد النيتروجين من الجيوب الأنفية ضئيل.

## الاستخدام الطبي
### الربو

المرضى الذين يُعانون من مرض الربو لديهم مستويات أعلى من اكسيد النيتروجين في الزفير مقارنة بالأشخاص الآخرين. ترتفع مستوياتها أيضا مع العوامل السريرية والمختبرية الأخرى للربو (على سبيل المثال، كمية الحمضات في البلغم ). في الحالات التي تؤدي إلى الالتهاب مثل التهابات الجهاز التنفسي العلوي أو استنشاق المواد المسببة للحساسية أو حمض البليكاتيك ، ترتفع مستويات اكسيد النيتروجين في الزفير. تميل مستويات اكسيد النيتروجين في الزفير أيضًا إلى الاختلاف وفقًا لنتائج اختبار وظائف الرئة مثل درجة فرط الاستجابة القصبية . علاوة على ذلك فإن الأدوية المستخدمة في علاج الربو (مثل الجلايكورتيكويدات المستنشقة أو مضادات مستقبلات الليكوترين ) تٌقلل أيضًا من مستوياته.
وقد بحثت التجارب السريرية فيما إذا كان تصميم علاج الربو على أساس قياس نسبة اوكسيد النيتروجين في الزفير أفضل من الرعاية التقليدية التي يتم فيها قياس فعالية العلاج من خلال الأعراض ونتائج اختبارات وظائف الرئة. حتى الآن النتائج لدى البالغين والأطفال متواضعة ولا يمكن التوصية بهذه التقنية عالميًا. وقد لوحظ أيضًا أن عوامل أخرى غير الالتهاب يمكن أن تزيد من مستويات اكسيد النيتروجين في الزفير على سبيل المثال حموضة مجرى الهواء.
وجد أن اختبار eNO أفضل لتحديد المصابين بالربو من اختبار وظائف الرئة الأساسي (لإنسداد مجرى الهواء). خصوصيته أو دقته كفحص مختبري مماثلة لاختبار التحدي القصبي ، على الرغم من أن حساسيته كفحص مختبري اقل. وهذا يعني أن اختبار eNO الإيجابي قد يكون مفيدًا في تشخيص الربو؛ ومع ذلك، قد لا يكون الاختبار السلبي مفيدًا لاستبعاده.

## حالات مرضية أخرى

إن دور اكسيد النيتروجين عند الزفير في بعض الحالات المرضية الأخرى أقل اهمية مقارنة بدوره في مرض الربو.
نظرا لأن مرض الربو يمكن أن يكون سببًا للسعال المزمن (و قد يكون المظهر الوحيدله كما هو الحال في الربو المتغير للسعال ) فقد بحثت الدراسات في ما إذا كان من الممكن استخدام اوكسيد النيتروجين عند الزفير في تشخيص السعال المزمن.
يزداد أُكسيد النيتروجين عند الزفير بشكل طفيف في مرض الإنسداد الرئوي المزمن ولكن قد ترتفع مستوياته عند التفاقم المفاجئ للمرض (التفاقم الحاد) أو عند تطور المرض. تُشير النتائج المبكرة إلى دور محتمل لـاوكسيد النيتروجين عند الزفير في التنبؤ بالاستجابة للجلوكوكورتيكويدات المستنشقة ودرجة عكس انسداد مجرى الهواء.
لوحظ وجود مستويات منخفضة من أوكسيد النيتروجين عند الزفير في الأطفال الذين يعانون من التليف الكيسي.
بينمافي الأشخاص الذين يعانون من توسع القصبات (حالة من التوسع الموضعي الذي لا رجعة فيه لجزء من الشعب الهوائية ) وليس بسبب التليف الكيسي، تم العثور على مستويات عالية. يمكن أن يتميز الساركويد أيضًا بزيادة في مستويات اكسيد النيتروجين عند الزفير. كما تم العثور على مستويات منخفضة في خلل الحركة الهدبية الأولية ،وخلل التنسج القصبي الرئوي وارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي . في الحالة الأخيرة يتم استخدام NO المستنشق كاختبار تشخيصي لاستجابة الشرايين الرئوية لموسعات الأوعية (العوامل التي تعمل على استرخاء الأوعية الدموية).
ارتبط اكسيد النيتروجين أيضا بالصفير والتهاب الأنف وحساسية الأنف لدى أطفال المدارس الابتدائية.
ارتبط التعرض لتلوث الهواء بانخفاض، بزيادة مستويات اوكسيد النيتروجين عند الزفير.

## تقنيات القياس

التقنية الأكثر استخداما لقياس اكسيد النيتروجين عند الزفير هي التفاعل الكيميائي الذي ينتج الضوء ؛وهذا ما يسمى رد فعل التألق الكيميائي. يتفاعل اكسيد النيتروجين الموجود في عينة التنفس مع الأوزون لتكوين ثاني أكسيد النيتروجين في حالة مثارة . وعندما يعود هذا إلى حالته الأساسية فإنه ينبعث من الضوء بكميات تتناسب مع كمية اكسيد النيتروجين في الزفير.
يُمكن الزفير مباشرة في جهاز قياس (تقنية "متصلة") أو في خزان يمكن توصيله بعد ذلك بالمحلل (تقنية "غير متصلة بالإنترنت"). باستخدام التقنية السابقة يمكن تحليل اكسيد النيتروجين المبكر واللاحق في عينة التنفس بشكل منفصل. يتطلب الاختبار القليل من التنسيق و التعاون من الشخص المعني كما يمكن اختبار الأطفال الأكبر من 4 سنوات بنجاح.
نشر المعهد الوطني للتميز السريري (NICE) في المملكة المُتحدة إرشادات حول أجهزة القياس المتاحةعلى الرابط التالي:
https://www.nice.org.uk/guidance/dg12

## المستويات المرجعية

ويتراوح المستوى الطبيعي الأعلى لـاكسيد النيتروجين عند الزفير في دراسات مختلفة من 20 إلى 30 جزءًا في المليار . ومع ذلك فهناك العديد من الميزات الرئيسية التي تؤثر على القيم المرجعية. الرجال لديهم قيم اكسيد نايتروجين عند الزفير أعلى من النساء. من المعروف أن التدخين يخفض مستويات اكسيد النيتروجين عند الزفير وحتى حالة التدخين السابقة يمكن أن تؤثر على النتائج.
تكون المستويات أعلى لدى الأشخاص الذين لديهم بنية تأتبية (الميل نحو الحساسية ). يعتمد جزء اكسيد النيتروجين عند الزفير أيضًا على التدفق (أعلى عند معدلات التدفق المنخفضة والعكس صحيح)، لذلك يتم قياس القياسات عادةً عند 50 مل/ثانية. يمكن أن تؤدي اختلافات في العمر أو الطول إلى إرباك قيم اكسيد النيتروجين عند الزفير لدى الأطفال بشكل كبير. ويتراوح حجم هذه التأثيرات في حدود 10% لذا فإن حتى القيم الفاصلة المفردة قد تكون مفيدة.

## تاريخ

حتى الثمانينيات كان يُعتقد أن أكسيد النيتريك (وهو منتج احتراق الوقود الأحفوري) لا دور له الا في التأثيرات الضارة لتلوث الهواء على الجهاز التنفسي . في عام 1987، أظهرت التجارب على الشرايين التاجية أن أكسيد النيتريك كان عامل الاسترخاء المشتق من البطانة والذي طال انتظاره. وبعد أن أدرك العلماء أن اكسيد النيتروجين يلعب دورا بيولوجيا، أصبح دوره كجزيء إشارة للخلية وناقل عصبي واضحا من خلال الدراسات الوفيرة.
تم اكتشاف اكسيد النيتروجين لأول مرة في عينات الزفير في عام 1991. في عام 1992 تم التصويت لاكسيد النيتروجين كأفضل جزيء لهذا العام من قبل المجلة العلمية Science. في عام 1993 كان الباحثون من معهد كارولينسكا في السويد أول من أبلغ عن زيادة الأينو في مرضى الربو .
اليوم لا يستخدم اكسيد النيتروجين فقط في اختبارات التنفس ولكن أيضا كعامل علاجي لحالات مثل ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي وربما لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة.

## مراجع

* ↑ Pijnenburg MW، De Jongste JC (فبراير 2008). "Exhaled nitric oxide in childhood asthma: a review". Clinical and Experimental Allergy. ج. 38 ع. 2: 246–59. DOI:10.1111/j.1365-2222.2007.02897.x. PMID:18076708. S2CID:12409719.
* ↑ Lane C، Knight D، Burgess S، Franklin P، Horak F، Legg J، وآخرون (سبتمبر 2004). "Epithelial inducible nitric oxide synthase activity is the major determinant of nitric oxide concentration in exhaled breath". Thorax. ج. 59 ع. 9: 757–60. DOI:10.1136/thx.2003.014894. PMC:1747143. PMID:15333851.
* ↑ Brindicci C، Ito K، Barnes PJ، Kharitonov SA (أغسطس 2007). "Effect of an inducible nitric oxide synthase inhibitor on differential flow-exhaled nitric oxide in asthmatic patients and healthy volunteers". Chest. ج. 132 ع. 2: 581–8. DOI:10.1378/chest.06-3046. PMID:17550932. مؤرشف من الأصل في 2013-04-14.
* ↑ De Sanctis GT، MacLean JA، Hamada K، Mehta S، Scott JA، Jiao A، وآخرون (مايو 1999). "Contribution of nitric oxide synthases 1, 2, and 3 to airway hyperresponsiveness and inflammation in a murine model of asthma". The Journal of Experimental Medicine. ج. 189 ع. 10: 1621–30. DOI:10.1084/jem.189.10.1621. PMC:2193630. PMID:10330441.
* ↑ De Sanctis GT، Mehta S، Kobzik L، Yandava C، Jiao A، Huang PL، Drazen JM (أكتوبر 1997). "Contribution of type I NOS to expired gas NO and bronchial responsiveness in mice". The American Journal of Physiology. ج. 273 ع. 4: L883-8. DOI:10.1152/ajplung.1997.273.4.L883. PMID:9357865. مؤرشف من الأصل في 2024-03-26.
* ↑ Vahlkvist S، Sinding M، Skamstrup K، Bisgaard H (يونيو 2006). "Daily home measurements of exhaled nitric oxide in asthmatic children during natural birch pollen exposure". The Journal of Allergy and Clinical Immunology. ج. 117 ع. 6: 1272–6. DOI:10.1016/j.jaci.2006.03.018. PMID:16750986.
* ↑ Obata H، Dittrick M، Chan H، Chan-Yeung M (مارس 1999). "Sputum eosinophils and exhaled nitric oxide during late asthmatic reaction in patients with western red cedar asthma". The European Respiratory Journal. ج. 13 ع. 3: 489–95. DOI:10.1183/09031936.99.13348999. PMID:10232414.
* ↑ Smith AD، Cowan JO، Brassett KP، Herbison GP، Taylor DR (مايو 2005). "Use of exhaled nitric oxide measurements to guide treatment in chronic asthma". The New England Journal of Medicine. ج. 352 ع. 21: 2163–73. DOI:10.1056/NEJMoa043596. PMID:15914548. S2CID:42351261.
* ↑ Shaw DE، Berry MA، Thomas M، Green RH، Brightling CE، Wardlaw AJ، Pavord ID (أغسطس 2007). "The use of exhaled nitric oxide to guide asthma management: a randomized controlled trial". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. ج. 176 ع. 3: 231–7. DOI:10.1164/rccm.200610-1427OC. PMID:17496226. S2CID:22186959.
* ↑ Szefler SJ، Mitchell H، Sorkness CA، Gergen PJ، O'Connor GT، Morgan WJ، وآخرون (سبتمبر 2008). "Management of asthma based on exhaled nitric oxide in addition to guideline-based treatment for inner-city adolescents and young adults: a randomised controlled trial". Lancet. ج. 372 ع. 9643: 1065–72. DOI:10.1016/S0140-6736(08)61448-8. PMC:2610850. PMID:18805335.
* ↑ Petsky HL، Kew KM، Turner C، Chang AB (سبتمبر 2016). Cochrane Airways Group (المحرر). "Exhaled nitric oxide levels to guide treatment for adults with asthma". The Cochrane Database of Systematic Reviews. ج. 2016 ع. 9: CD011440. DOI:10.1002/14651858.CD011440.pub2. PMC:6457753. PMID:27580628.
* ↑ Petsky HL، Kew KM، Chang AB (نوفمبر 2016). Cochrane Airways Group (المحرر). "Exhaled nitric oxide levels to guide treatment for children with asthma". The Cochrane Database of Systematic Reviews. ج. 11 ع. 5: CD011439. DOI:10.1002/14651858.CD011439.pub2. PMC:6432844. PMID:27825189.
* ↑ Hunt JF، Fang K، Malik R، Snyder A، Malhotra N، Platts-Mills TA، Gaston B (مارس 2000). "Endogenous airway acidification. Implications for asthma pathophysiology". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. ج. 161 ع. 3 Pt 1: 694–9. DOI:10.1164/ajrccm.161.3.9911005. PMID:10712309.
* ↑ Shin HW، Shelley DA، Henderson EM، Fitzpatrick A، Gaston B، George SC (مارس 2007). "Airway nitric oxide release is reduced after PBS inhalation in asthma". Journal of Applied Physiology. ج. 102 ع. 3: 1028–33. DOI:10.1152/japplphysiol.01012.2006. PMID:17110506. S2CID:16813706.
* ↑ Malmberg LP، Pelkonen AS، Haahtela T، Turpeinen M (يونيو 2003). "Exhaled nitric oxide rather than lung function distinguishes preschool children with probable asthma". Thorax. ج. 58 ع. 6: 494–9. DOI:10.1136/thorax.58.6.494. PMC:1746693. PMID:12775859.
* ↑ Miedinger D، Chhajed PN، Tamm M، Stolz D، Surber C، Leuppi JD (يونيو 2007). "Diagnostic tests for asthma in firefighters". Chest. ج. 131 ع. 6: 1760–7. DOI:10.1378/chest.06-2218. PMID:17400683. مؤرشف من الأصل في 2013-04-14.
* 1 2 3 Turner S (فبراير 2008). "Exhaled nitric oxide in the diagnosis and management of asthma". Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology. ج. 8 ع. 1: 70–6. DOI:10.1097/ACI.0b013e3282f3b4b0. PMID:18188021. S2CID:20449485.
* ↑ Fujimura M، Ohkura N، Abo M، Furusho S، Waseda Y، Ichikawa Y، Hara J (مايو 2008). "Exhaled nitric oxide levels in patients with atopic cough and cough variant asthma". Respirology. ج. 13 ع. 3: 359–64. DOI:10.1111/j.1440-1843.2008.01273.x. hdl:2297/9771. PMID:18399857. S2CID:19895759. مؤرشف من الأصل في 2023-11-23.
* ↑ Oh MJ، Lee JY، Lee BJ، Choi DC (نوفمبر 2008). "Exhaled nitric oxide measurement is useful for the exclusion of nonasthmatic eosinophilic bronchitis in patients with chronic cough". Chest. ج. 134 ع. 5: 990–995. DOI:10.1378/chest.07-2541. PMID:18583518. مؤرشف من الأصل في 2013-04-15.
* ↑ Sato S، Saito J، Sato Y، Ishii T، Xintao W، Tanino Y، وآخرون (أكتوبر 2008). "Clinical usefulness of fractional exhaled nitric oxide for diagnosing prolonged cough". Respiratory Medicine. ج. 102 ع. 10: 1452–9. DOI:10.1016/j.rmed.2008.04.018. PMID:18614345.
* ↑ Hahn PY، Morgenthaler TY، Lim KG (نوفمبر 2007). "Use of exhaled nitric oxide in predicting response to inhaled corticosteroids for chronic cough". Mayo Clinic Proceedings. ج. 82 ع. 11: 1350–5. DOI:10.4065/82.11.1350. PMID:17976354. مؤرشف من الأصل في 2007-07-01.
* ↑ De Prins S، Marcucci F، Sensi L، Van de Mieroop E، Nelen V، Nawrot TS، وآخرون (سبتمبر 2014). "Exhaled nitric oxide and nasal tryptase are associated with wheeze, rhinitis and nasal allergy in primary school children". Biomarkers. ج. 19 ع. 6: 481–7. DOI:10.3109/1354750x.2014.937362. PMID:25019424. S2CID:207522881.
* ↑ Jacobs L، Nawrot TS، de Geus B، Meeusen R، Degraeuwe B، Bernard A، وآخرون (أكتوبر 2010). "Subclinical responses in healthy cyclists briefly exposed to traffic-related air pollution: an intervention study". Environmental Health. ج. 9 ع. 64: 64. Bibcode:2010EnvHe...9...64J. DOI:10.1186/1476-069X-9-64. PMC:2984475. PMID:20973949.
* ↑ Van Amsterdam JG، Verlaan BP، Van Loveren H، Elzakker BG، Vos SG، Opperhuizen A، Steerenberg PA (1999). "Air pollution is associated with increased level of exhaled nitric oxide in nonsmoking healthy subjects". Archives of Environmental Health. ج. 54 ع. 5: 331–5. DOI:10.1080/00039899909602496. PMID:10501149.
* ↑ Adar SD، Adamkiewicz G، Gold DR، Schwartz J، Coull BA، Suh H (أبريل 2007). "Ambient and microenvironmental particles and exhaled nitric oxide before and after a group bus trip". Environmental Health Perspectives. ج. 115 ع. 4: 507–12. DOI:10.1289/ehp.9386. PMC:1852653. PMID:17450216.
* ↑ Bos I، De Boever P، Vanparijs J، Pattyn N، Panis LI، Meeusen R (مارس 2013). "Subclinical effects of aerobic training in urban environment". Medicine and Science in Sports and Exercise. ج. 45 ع. 3: 439–47. DOI:10.1249/MSS.0b013e31827767fc. hdl:1942/14628. PMID:23073213. S2CID:5067347.
* ↑ American Thoracic Society؛ European Respiratory Society (أبريل 2005). "ATS/ERS recommendations for standardized procedures for the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide, 2005". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. ج. 171 ع. 8: 912–30. DOI:10.1164/rccm.200406-710ST. PMID:15817806. S2CID:1883790.
* 1 2 Buchvald F، Baraldi E، Carraro S، Gaston B، De Jongste J، Pijnenburg MW، وآخرون (يونيو 2005). "Measurements of exhaled nitric oxide in healthy subjects age 4 to 17 years". The Journal of Allergy and Clinical Immunology. ج. 115 ع. 6: 1130–6. DOI:10.1016/j.jaci.2005.03.020. PMID:15940124.
* ↑ Napier E، Turner SW (أغسطس 2005). "Methodological issues related to exhaled nitric oxide measurement in children aged four to six years". Pediatric Pulmonology. ج. 40 ع. 2: 97–104. DOI:10.1002/ppul.20249. PMID:15965893. S2CID:24859293.
* ↑ Travers J، Marsh S، Aldington S، Williams M، Shirtcliffe P، Pritchard A، وآخرون (أغسطس 2007). "Reference ranges for exhaled nitric oxide derived from a random community survey of adults". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. ج. 176 ع. 3: 238–42. DOI:10.1164/rccm.200609-1346OC. PMID:17478616. S2CID:23531755.
* ↑ Turner S (مايو 2007). "The role of exhaled nitric oxide in the diagnosis, management and treatment of asthma". Mini Reviews in Medicinal Chemistry. ج. 7 ع. 5: 539–42. DOI:10.2174/138955707780619635. PMID:17504190.
* ↑ Gustafsson LE، Leone AM، Persson MG، Wiklund NP، Moncada S (ديسمبر 1991). "Endogenous nitric oxide is present in the exhaled air of rabbits, guinea pigs and humans". Biochemical and Biophysical Research Communications. ج. 181 ع. 2: 852–7. DOI:10.1016/0006-291X(91)91268-H. PMID:1721811.
* ↑ Koshland DE (ديسمبر 1992). "The molecule of the year". Science. ج. 258 ع. 5090: 1861. DOI:10.1126/science.1470903. PMID:1470903.
* ↑ Alving K، Weitzberg E، Lundberg JM (أكتوبر 1993). "Increased amount of nitric oxide in exhaled air of asthmatics". The European Respiratory Journal. ج. 6 ع. 9: 1368–70. DOI:10.1183/09031936.93.06091368. PMID:7507065. S2CID:5947308.
* بوابة طب

## قراءة متعمقة

* Taylor DR، Pijnenburg MW، Smith AD، De Jongste JC (سبتمبر 2006). "Exhaled nitric oxide measurements: clinical application and interpretation". Thorax. ج. 61 ع. 9: 817–27. DOI:10.1136/thx.2005.056093. PMC:2117092. PMID:16936238.