ŚWIĄTECZNA DARMOWA DOSTAWA od 20 grudnia do 8 stycznia! Zamówienia złożone w tym okresie wyślemy od 2 stycznia 2025. Sprawdź >
Bodziec inicjujący reakcję nosa na zimne powietrze – wysuszanie kontra ochłodzenie
Czy bodźcem wywołującym reakcję błony śluzowej nosa na zimne powietrze jest utrata wody czy ciepła? A może reakcję tę może powodować większy przepływ zimnego powietrza? Druga możliwość jest mało prawdopodobna, ponieważ wielkość przepływu przez jamy nosa powietrza ciepłego i wilgotnego jest taka sama jak powietrza zimnego, a u osób z nadwrażliwością na zimne powietrze powoduje ono najwyżej niewielkie objawy.
Biorąc pod uwagę znaczny ubytek ciepła i wody w błonie śluzowej nosa podczas oddychania zimnym powietrzem, oczywistymi bodźcami wyzwalającymi jej reakcję, które należy wziąć pod uwagę, są hiperosmolarność i obniżenie temperatury. Spór dotyczący roli tych bodźców obejmuje ich udział w wywoływaniu napadów astmy wysiłkowej, w przypadku której ciepłe i wilgotne powietrze osłabia skurczową reakcję oskrzeli, a zimne ją potęguje.31,32 Hiperwentylacja zimnym powietrzem może bowiem wywołać skurcz oskrzeli nawet przy braku aktywności fizycznej.
Utrata ciepła i utrata wody są ze sobą powiązane. Ogrzewanie powietrza w jamach nosa powoduje obniżenie temperatury błony śluzowej, równocześnie zachodzi proces nawilżania powietrza; wskutek parowania wody zmniejsza się jej zawartość w błonie śluzowej, co może prowadzić do wzrostu osmolarności. Wymagające znacznych ilości ciepła parowanie wody zwiększa jego utratę, a tym samym potęguje efekt chłodzenia.
Podczas oddychania zimnym powietrzem temperatura błony śluzowej nosa zmniejsza się znacznie. Wyjściowa temperatura błony śluzowej części nosowo-gardłowej wynosi 32°C. Przy jednokierunkowym przepływie (wdychanie przez nos, wydychanie przez usta) zimnego powietrza (–5°C) o prędkości 20 l/min w ciągu 8 min temperatura ta może zmniejszyć się do 23°C.15 Czy chłodzenie błony śluzowej może doprowadzać do patofizjologicznego zjawiska obserwowanego w czasie donosowej próby prowokacyjnej?
W niskiej temperaturze komórki tuczne mają zmniejszoną zdolność aktywacji. Najkorzystniejsza temperatura dla komórek tucznych płuc i jelit to 37°C, dla komórek tucznych skóry 32°C.33 Ochłodzenie błony śluzowej może spowodować aktywację czuciowych zakończeń nerwowych. Jako receptory zimna zidentyfikowano kanały kationowe.34-36 Są to kanały TRPM8 (transient receptor potential melastatin 8) i TRPA1 (TRP ankyrin-like 1). Pierwsze z nich są aktywowane przez niewielkie ochłodzenie i odpowiadają za uczucie chłodu wywołane przez aplikację mentolu, drugie uważane są za nocyreceptory.37 Receptory te zostały zidentyfikowane u gryzoni na włóknach czuciowych nerwu trójdzielnego, nie wiemy jednak, czy znajdują się one także w zakończeniach nerwów czuciowych ludzkiego nosa. U zwierząt receptor TRPA1 jest ściśle powiązany z przylegającym receptorem TRPV138 wrażliwym na ciepło i kapsaicynę, który prawdopodobnie występuje w nerwach czuciowych błony śluzowej nosa u ludzi.
Pod koniec próby prowokacyjnej u osób nadwrażliwych na zimne powietrze zwiększa się osmolarność wydzieliny nosa, efekt ten nie występuje u osób, które nie są wrażliwe na zimno.20,39
W testach in vitro przeprowadzonych u ludzi w wyniku ekspozycji komórek tucznych płuc na środowisko hiperosmolarne następuje ich aktywacja i uwolnienie mediatorów.40 Wprowadzenie hiperosmolarnego roztworu mannitolu do nosa powoduje uwalnianie histaminy i prostaglandyny D2 (są obecne w popłuczynach z nosa) oraz aktywację komórek tucznych w warunkach laboratoryjnych,41 nie udało się jednak wykryć obecności uwalnianej z komórek tucznych tryptazy.25 Aktywację komórek tucznych uzyskano również, podając mannitol w formie proszku do inhalacji dolnych dróg oddechowych. W porównaniu z osobami, u których nie wystąpiła nadwrażliwość na zimne powietrze, u osób z nadwrażliwością zaobserwowano wzmożoną reakcję na próbę prowokacyjną z użyciem hiperosmolarnego roztworu mannitolu.42
Hiperosmolarny roztwór z pewnością może aktywować nerwy czuciowe nosa. Sanico i wsp.43 na błonę śluzową przegrody jednego nozdrza nakładali na 1 min bibułkę filtracyjną o średnicy 10 mm nasączoną 50 μl 5,13 mol/l roztworu soli, co wywoływało obustronną reakcję wydzielniczą. Gdy taką procedurę poprzedzono podaniem lidokainy do objętego próbą nozdrza, reakcja wydzielnicza w nim się zmniejszyła, a w nozdrzu przeciwstronnym uległa niemal całkowitej redukcji. Hipertoniczny roztwór prawdopodobnie aktywował nocyreceptory wrażliwe na kapsaicynę. Roztwór osmotyczny zadziałał na nieselektywne kanały kationowe TRPV1,44 które są również receptorami kapsaicyny wrażliwymi na ciepło.45 Przeprowadzona w celu poparcia tej koncepcji donosowa próba prowokacyjna z hipertonicznym roztworem spowodowała uczucie pieczenia, a powtarzana aplikacja kapsaicyny na błonę śluzową nosa zmniejszała reakcję na hipertoniczny roztwór soli fizjologicznej.43 Pobudzenie nerwów czuciowych przez hiperosmolarny roztwór prowadzi nie tylko do wytworzenia ogólnych odruchów, (np. przeciwstronna reakcja wydzielnicza), ale także do uwolnienia neuropeptydów zapalnych. Baraniuk i wsp.46 udowodnili, że w trakcie reakcji wydzielniczej nosa po prowokacji hiperosmolarnym roztworem soli fizjologicznej uwalniana jest substancja P.
Teoretycznie za reakcję błony śluzowej nosa na zimne powietrze może odpowiadać zarówno utrata wody, jak i ciepła. Jak dotąd wiele dowodów przemawia za tym, że kluczowym bodźcem jest utrata wody (hipertoniczność). Możliwe, że znaczenie obu czynników jest zbliżone, a przewaga jednego z nich zależy od indywidualnych predyspozycji organizmu.
Dysfunkcja błony śluzowej jako pierwotna przyczyna nieżytu nosa wywołanego zimnym powietrzem
Dlaczego nieżyt nosa wywołany zimnym powietrzem występuje tylko u niektórych osób? Częste przekonanie, że problem ten dotyczy wszystkich ludzi jest błędne. Przy niskiej temperaturze otoczenia wydychane nosem powietrze szybko się oziębia, a zawarta w nim para wodna skrapla się, wywołując wrażenie cieknącego nosa. Reakcja nosa na zimne powietrze obserwowana podczas próby prowokacyjnej jest zjawiskiem odmiennym. Nie dochodzi wówczas do skroplenia pary wodnej, ponieważ zimne powietrze jest wdychane przez nos, a wydychane przez usta.
Wśród osób, u których zimne powietrze wywołuje nieżyt nosa, można wyodrębnić dwie grupy: w pierwszej nadwrażliwość na zimne powietrze występuje obok innych dolegliwości ze strony nosa (np. przewlekłego nieżytu nosa), w drugiej jest jedynym objawem. Więcej niż 50% osób z całorocznym alergicznym nieżytem nosa uważa zimne powietrze za czynnik wyzwalający objawy,6 a reakcja na próby prowokacyjne z użyciem zimnego powietrza jest u nich silniejsza niż u osób zdrowych. Co ciekawe, osoby z astmą i alergicznym nieżytem nosa są bardziej wrażliwe na próbę prowokacyjną zimnym powietrzem niż osoby chorujące tylko na alergiczny nieżyt nosa.3 Częstość występowania wrażliwości na zimne powietrze w nieżycie nosa o innym podłożu niż alergiczne nie jest znana. Zarówno u pacjentów z alergicznym, jak i nielaergicznym nieżytem nosa zaobserwowano zwiększoną reakcję na próbę prowokacyjną zimnym powietrzem w porównaniu z grupą osób zdrowych.47
Z powyższych obserwacji można by wyciągnąć wniosek, że wywołany zimnym powietrzem nieżyt nosa odzwierciedla rodzaj nieswoistej nadreaktywności ze strony błony śluzowej nosa. Stosunkowo niewielki wzrost osmolarności lub nieznaczne obniżenie temperatury błony śluzowej powodują jej silną, objawową reakcję w celu przywrócenia homeostazy błony śluzowej i ochrony nabłonka przed uszkodzeniem. Reakcja błony śluzowej nosa na histaminę, uważaną za wiarygodny miernik nadreaktywności błony śluzowej nosa, jest jednak taka sama u osób z nadwrażliwością i bez nadwrażliwości na zimne powietrze.42 Ta widoczna rozbieżność może być wynikiem innych mechanizmów molekularnych. Receptory histaminowe H1 – odpowiedzialne w ludzkim nosie za takie objawy działania histaminy, jak kichanie czy przepuszczalność naczyń – nie znajdują się (np. u świnki morskiej) na tych samych nerwach czuciowych co receptory kapsaicyny TRPV1, co może odgrywać istotną rolę w reakcji błony śluzowej nosa na zimne powietrze.48 U osób z alergicznym nieżytem nosa reakcja na bodźce aktywujące TRPV1 (jak kapsaicyna i prawdopodobnie także roztwory hipertoniczne) jest wyraźnie wzmożona.43,49 Zatem u niektórych pacjentów z alergicznym nieżytem nosa nadwrażliwość błony śluzowej jest wynikiem wzmożonej aktywacji szlaków zależnych od stymulacji TRPV1, podczas gdy u innych spowodowana jest ona pobudzeniem receptorów histaminowych H1. Pierwszy przypadek dotyczy wrażliwości na zimne powietrze. Hipoteza nadreaktywności zależnej od swoistych szlaków może tłumaczyć wrażliwość na zimne powietrze u pacjentów z niealergicznym, niezwiązanym z zakażeniem47 nieżytem nosa, ale może także odnosić się do osób, które nie chorują na przewlekły nieżyt nosa.
Rycina 1. Schemat przedstawiający hipotezę patofizjologii reakcji górnych dróg oddechowych na zimne powietrze
Osoby, u których występuje nieżyt nosa wywołany zimnym powietrzem, charakteryzuje ponadto: 1) zwiększona nadwrażliwość na bodźce hipertoniczne;42 2) zwiększona zawartość wody w wydzielinie nosa po zakończeniu próby prowokacyjnej zimnym powietrzem;39 3) zwiększona liczba komórek nabłonkowych w popłuczynach nosowych zebranych po zakończeniu prowokacji.50 Na podstawie tych cech można wysunąć alternatywną hipotezę, według której nieżyt nosa wywołany zimnym powietrzem jest wynikiem upośledzenia zdolności błony śluzowej do równoważenia strat wody spowodowanych ekspozycją na zimne powietrze (ryc. 1). Gdy nie następuje szybkie uzupełnienie strat wody, na powierzchni nabłonka nosa powstaje środowisko silnie hipertoniczne. Konsekwencją tego zjawiska jest pobudzenie nerwów czuciowych i uwalnianie mediatorów z komórek tucznych, co prowadzi do wystąpienia objawów nieżytu nosa; inną konsekwencją może być uszkodzenie komórek nabłonka, co przejawia się zwiększeniem ich liczby w popłuczynach z nosa, uzyskanych po zakończeniu ekspozycji na zimne powietrze. Istnieje hipoteza, że objawy spowodowane ekspozycją na zimne powietrze – wodnisty wyciek z nosa i przekrwienie błony śluzowej nosa – mają na celu przywrócenie homeostazy błony śluzowej. Gdyby była ona prawdziwa, to u osób z nieżytem nosa wywołanym zimnym powietrzem gradient wilgotności między powietrzem wdychanym a powietrzem w części nosowej gardła powinien być mniejszy niż u osób bez nadwrażliwości (u których zdolność dostarczania wody do wdychanego powietrza jest większa). Hipoteza ta nie była sprawdzana doświadczalnie.
Niezdolność błony śluzowej do wyrównania nadmiernej utraty wody może mieć charakter pierwotny lub nabyty. Sugeruje się, że obniżenie pojemności klimatyzacyjnej nosa występuje rodzinnie, co wskazywałoby na pierwotny charakter tej wady.51 Należałoby zadać pytanie, czy ten fakt powoduje negatywne skutki długotrwałe, łącznie z przewlekłym zapaleniem błony śluzowej, większą penetracją antygenu i dysfunkcją nieswoistej odporności błony śluzowej, które prowadzą do częstszych zakażeń. Pytanie to pozostaje na razie bez odpowiedzi, warto natomiast przytoczyć kilka interesujących spostrzeżeń. Assanasen i wsp.52 wykazali, że u chorych na astmę z nieżytem nosa pojemność klimatyzacyjna nosa jest mniejsza niż u osób, u których występuje tylko alergiczny nieżyt nosa. Z naszych badań wynika z kolei, że u pacjentów chorujących na astmę z nieżytem nosa reakcja błony śluzowej nosa na zimne powietrze jest silniejsza niż u osób z samym tylko nieżytem.3 Natomiast oddechowe badania epidemiologiczne opublikowane dwie dekady temu wykazały, że nieżyt nosa spowodowany zimnym powietrzem jest czynnikiem ryzyka wystąpienia niższej natężonej pierwszosekundowej objętości wydechowej.5 Pomimo kilku wad tego sposobu myślenia warto rozważyć hipotezę, według której patogenetyczną rolę w rozwoju przewlekłych chorób dolnych dróg oddechowych przypisuje się upośledzeniu funkcji klimatyzacyjnej nosa. Ta hipoteza może mieć istotne znaczenie dla interpretacji licznych doniesień o rozwijaniu zespołu astmopodobnego (astma-like syndrome) u zawodników uprawiających sporty zimowe.
Wnioski
Reakcja nadwrażliwości górnych dróg oddechowych na zimne powietrze, często zgłaszana przez pacjentów, daje wyjątkową możliwość badania fizjologii nosa i zrozumienia, w jaki sposób błona śluzowa dróg oddechowych utrzymuje lub traci, a następnie przywraca homeostazę wodną i termiczną. Reakcja błony śluzowej nosa może ponadto stanowić model reakcji dolnych dróg oddechowych na zimne powietrze, której przejawem jest skurcz oskrzeli. Możliwe, że zwężenie oskrzeli pod wpływem wysiłku fizycznego jest inną formą tej reakcji.
Zimne powietrze pobudza czuciowe zakończenia nerwowe nosa i powoduje aktywację komórek tucznych. Rola mediatorów uwalnianych przez mastocyty w powstawaniu objawów nosowych po ekspozycji na zimne powietrze pozostaje jednak niejasna. Mechanizm aktywacji nerwów czuciowych i komórek tucznych również nie został wyjaśniony, ale dowody wskazują, że czynnikiem wyzwalającym może być wzrost ciśnienia osmotycznego w środowisku nabłonka, a nie zmniejszenie temperatury błony śluzowej.