title: Vergleich von zwei Geräten und zwei Atemmustern bei der Gewinnung von exhaliertem Atemwegskondensat
title: Comparison of two devices and two breathing patterns for exhaled breath condensate sampling
Creators: name: Schober, Eva-Maria
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: pH
Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
total protein, AAT
Gerätevergleich, Atemmuster Gesamtproteinkonzentration
device
Atemwegskondensat
Exhaled breath condensate
AAT
breathing patterns
ph

description: Die Gewinnung von Atemwegskondensat
      (Exhaled Breath Condensate, EBC) ist eine viel versprechende
      Methode, um nichtinvasiv Zugang zum epithelialen
      Flüssigkeitsfilm der Atemwege zu erlangen. Mangels
      hinreichender Standardisierung hinsichtlich methodischer
      Aspekte bleibt die EBC Gewinnung bislang allerdings
      wissenschaftlichen Fragestellungen vorbehalten ist und wird
      nicht in der klinischen Routinediagnostik eingesetzt. In der
      vorliegenden Arbeit wurde bei gesunden Probanden erstmals die
      Vergleichbarkeit der gängigen kommerziell erhältlichen Geräte
      RTube™ und ECoScreen Turbo anhand der EBC Zielparameter pH,
      Leitfähigkeit und Gesamtproteinkonzentration überprüft.
      Weiterhin wurde in dieser Arbeit der Einfluss
      unterschiedlicher Atemmanöver (Ruheatmung und forcierte
      Atmung) auf die Proteinmessung untersucht. Zusätzlich zur
      Gesamtproteinkonzentration wurden hierfür als spezifische
      Proteine das Surfactant Protein-A, das Club Cell Protein
      sowie das Alpha-1-Antitrypsin im EBC gemessen. Die Studie
      umfasste fünf Versuchsreihen, in denen jeweils von 10-12
      gesunden Probanden EBC gesammelt wurde. Die Probanden atmeten
      im „Cross-over“ Design jeweils zehn Minuten über den RTube™
      und ECoScreen Turbo. Pro Gerät wurde diese Messung in
      Ruheatmung und Hyperventilation durchgeführt. Es konnte
      gezeigt werden, dass die beiden kommerziell erwerbbaren
      Geräte RTube™ und ECoScreen Turbo für die Analyse von pH und
      Leitfähigkeit im EBC gleichwertig angewendet werden können.
      Bezüglich der gemessenen Ge- samtproteinkonzentrationen fand
      sich beim Gerätevergleich ebenfalls kein statistisch
      signifikanter Unterschied. Unterschiedliche Atemmanöver
      beeinflussen allerdings die Gesamtproteinkonzentration im
      EBC. So konnte gezeigt werden, dass forcierte Atmung zu
      höheren Gesamtproteinkonzentrationen im EBC führt. Mit der
      Zielsetzung, mehr über den Ursprungsort des EBCs zu erfahren,
      wurden in der vorliegenden Arbeit die Konzentrationen eines
      alveolären (Surfactant Protein A, SP-A) und bronchialen
      Markerproteins (Club Cell Protein, CCP) nach ruhiger und
      forcierter Atmung im EBC bestimmt. Da es nicht gelungen ist,
      sowohl das Club Cell Protein als auch das Surfactant Protein
      A reproduzierbar im EBC nachzuweisen, kann die Frage nach dem
      Ursprungsort des EBC aktuell nicht beantwortet werden.
      Ergänzend wurde in der vorliegenden Arbeit
      Alpha-1-Antitrypsin im EBC gemessen. Die Messungen wurden mit
      beiden Gerätschaften durchgeführt. Für den ECoScreen Turbo
      gibt es bislang keine Vergleichsdaten. Es konnte gezeigt
      werden, dass sich die mit beiden Geräten gemessenen
      AAT-Konzentrationen bei Ruheatmung im EBC nicht statistisch
      signifikant unterscheiden. Betrachtet man die
      unterschiedlichen Atemmanöver, so fanden sich nach forcierter
      Atmung höhere AAT Konzentrationen im EBC als nach ruhiger
      Atmung. Bislang gibt es keine Vergleichsarbeiten, die die
      AAT-Konzentration im EBC nach Hyperventilation untersuchte.
      Eine letzte wichtige Beobachtung dieser Arbeit betrifft die
      Standardisierung der Proteinanalyse im EBC. Es konnte gezeigt
      werden, dass sich die Ergebnisse der Proteinmessung bei einer
      Normalisierung bezüglich des ventilierten Volumens teilweise
      verändern. Für zukünftige Forschungsprojekte ist deshalb eine
      Standardisierung des ventilierten Volumens dringend zu
      empfehlen.
description: EBC collection (Exhaled breath
      condensate) is a promising non-invasive methodto obtain
      samples from the epithelial lining fluid of the lung. Due to
      problems of standardization concerning methodical aspects EBC
      analysis is presently not used in clinical practice. For the
      first time the comparability for the two commercially
      available devices (RTube™ and ECoScreen Turbo) was assessed
      in healthy controls by measuring pH, conductivity and total
      protein. A further aim of the study was to assess the
      influence of different breathing patterns (tidal breathing
      and hyperventilation) on total protein amount and specific
      proteins (Surfactant Protein-A, das Club Cell Protein,
      Alpha-1-Antitrypsin) in EBC. EBC was collected in different
      experimental setup (≥ 10 individuals each) using the RTube™
      and ECoScreen Turbo in a randomized crossover design, twice
      with every device - once in tidal breathing and once in
      hyperventilation. It could be shown that neither the device
      nor the breathing pattern significantly altered EBC pH or
      conductivity. Total protein measurements however were altered
      by breathing patterns. It could be shown that
      hyperventilation increased total protein concentrations in
      EBC. To analyse the source of EBC the bronchial Club Cell
      Protein (CCP) and Surfactant protein A (SP-A) as a marker of
      the alveolar fraction were measured after tidal and breathing
      and hyperventilation. However SP-A and CCP were not
      consistently detectable in EBC. Thus the question concerning
      the origin of EBC cannot be answered satisfying at the
      moment. Alpha-1 Antitrypsin (AAT) was consistently detectable
      in EBC using both the RTube ™ and the ECoScreen Turbo. It was
      the first time that AAT was measured in EBC collected with
      den ECoScreen Turbo. It could be shown that AAT concentration
      was not statistic significantly altered by the device.
      Instead hyperventilation increased –similar to the
      measurements of total protein- AAT concentration in EBC. Up
      to now there is no research work that would have investigated
      AAT concentration in EBC after hyperventilation. Finally it
      could be shown that results of protein measurements changed
      significantly after normalizing the absolute amount or
      concentrations of total protein and AAT to ventilated air.
      Therefore standardization to the ventilated air is
      recommended for future protein analysis in EBC.