La bronco-provocazione segmentaria con antigene è stata usata per studiare la risposta allergica delle vie aeree. La risposta immediata all’antigene è associata all’attivazione dei mastociti, inducendoli a rilasciare mediatori preformati, tra cui l’istamina e la triptasi. Gli studi di broncoprovocazione possono essere eseguiti utilizzando dosi di sfida dell’antigene basse, medie o alte, con una sfida salina come controllo. Poco dopo la sfida salina o a basse dosi di antigene, solo basse concentrazioni di LTC4 possono essere recuperate dal BAL (18). Con la sfida dell’antigene ad alta dose, c’è stato un aumento immediato dei livelli di LTC4, presumibilmente come risultato del rilascio dei mastociti in seguito all’innesco dell’antigene (18). Tuttavia, 48 ore dopo la sfida dell’antigene, il quadro era molto diverso; la sfida dell’antigene ha aumentato in modo marcato e dose-dipendente la quantità di LTC4 nel fluido BAL. Le concentrazioni di LTC4 erano fortemente correlate al numero di eosinofili reclutati nelle vie aeree (Figura 1), il che suggerisce che la sfida antigenica provoca il reclutamento e l’attivazione degli eosinofili.
Fig. 1. Correlazione tra eosinofili e LTC4 48 ore dopo la broncoprovocazione dell’antigene segmentale. La linea di regressione (linea solida) e livelli di confidenza al 95% (linee tratteggiate) sono mostrati.
I meccanismi di reclutamento e attivazione degli eosinofili non sono completamente stabiliti; tuttavia, è probabile che gli eosinofili reclutati nelle vie aeree rilascino LTC4, dove può influenzare il tono muscolare liscio delle vie aeree e la permeabilità vascolare. Associata alla risposta tardiva all’antigene, vi è la generazione di citochine pro-infiammatorie, tra cui IL-5. Questa citochina è importante nella stimolazione della produzione del midollo osseo di eosinofili, il reclutamento (o la disponibilità per il reclutamento) di eosinofili alle vie aeree, e possibilmente, la funzione di queste cellule. Se IL-5 o altre citochine determinano anche il rilascio di LTC4 dagli eosinofili deve ancora essere completamente stabilito.
In uno studio preliminare che ha coinvolto quattro pazienti con asma, l’inalazione di LTE4 ha aumentato il numero di eosinofili e neutrofili trovati nelle biopsie della mucosa 4 ore dopo (19). Il numero medio di eosinofili era 10 volte superiore al numero di neutrofili. Così, l’inalazione di LTE4 non solo può produrre l’ostruzione delle vie aeree, ma sembra anche in grado di dirigere il reclutamento degli eosinofili.
Alcuni pazienti con asma sono intolleranti all’aspirina, una risposta che sembra dipendere dalla generazione di cysLTs. Questa condizione si trova di solito in individui che hanno un’asma non allergica con polipi nasali e sinusite coesistenti, e un’asma più grave. In seguito alla somministrazione di aspirina a questi pazienti, si verifica un profondo calo del FEV1, con un aumento associato di segni e sintomi naso-oculari (20). Questi individui hanno spesso una profonda rinorrea che si verifica in associazione con lo sviluppo dell’ostruzione del flusso aereo. Poiché la triptasi e l’istamina sono rilevabili nelle secrezioni nasali di questi pazienti, questa risposta all’aspirina coinvolge probabilmente l’attivazione dei mastociti. In seguito all’esposizione all’aspirina, c’è un marcato aumento dell’escrezione urinaria di LTE4 nei pazienti asmatici con sensibilità all’aspirina. Nei pazienti asmatici che non sono sensibili all’aspirina, questo aumento dell’escrezione urinaria di LTE4 non si osserva. Così, l’asma indotta dall’aspirina è un’altra situazione in cui lo sviluppo dell’ostruzione del flusso aereo è associato all’aumento della produzione di cysLT. Poiché l’asma indotta dall’aspirina non è sempre associata a un aumento dell’iperreattività delle vie aeree, questa sindrome sembra essere principalmente una risposta contrattile acuta della muscolatura liscia delle vie aeree, per la quale le cysLT sono il mediatore principale.
Ci sono osservazioni che suggeriscono che le cysLT sembrano essere coinvolte nelle componenti infiammatorie dell’asma. Per esempio, la sfida antigenica in alcuni pazienti con asma produce un’ostruzione delle vie aeree sia nella fase iniziale che in quella finale. Il FEV1 diminuisce immediatamente dopo l’antigene, e poi una seconda fase di ostruzione del flusso aereo si verifica circa 6 ore dopo. Nei pazienti che mostrano entrambe le risposte di fase iniziale e finale, c’è un aumento significativo dell’escrezione urinaria di LTE4 in relazione alla sfida antigenica, con livelli più elevati di LTE4 rilevati 6-7 ore dopo la sfida antigenica (21) (Figura 2). La risposta in tarda fase è associata a una maggiore iperreattività delle vie aeree e all’infiammazione delle vie aeree, come si può osservare quando si eseguono biopsie BAL o della mucosa. Così, si potrebbe postulare il seguente scenario: la sfida antigenica porta alla generazione di cysLT, che, a sua volta, segnala il reclutamento di eosinofili. Il reclutamento di queste cellule nelle vie aeree può causare la sensibilità bronchiale agli effetti infiammatori e l’iperreattività. Mentre questa è ovviamente una semplificazione eccessiva degli eventi reali, illustra comunque la relazione di questi processi alla fisiopatologia della reazione in fase avanzata, un modello di infiammazione delle vie aeree.
Fig. 2. Variazione di FEV1 (%) in cinque soggetti che hanno sviluppato una risposta asmatica tardiva isolata dopo l’inalazione di agenti sensibilizzanti professionali (cerchio chiuso) e dopo l’inalazione del diluente appropriato (cerchio aperto). Sono anche illustrati i livelli di LTE4 urinari (media e SEM) misurati prima dell’inalazione del diluente (barre aperte) o dell’agente sensibilizzante (barre piene) tra 2 e 3 ore e tra 6 e 7 ore dopo l’inalazione. Ristampato da Riferimento 21.
Negli studi che valutano le cellule epiteliali e le biopsie delle vie aeree di pazienti con asma, sono stati trovati marcatori distinti per un aumento della generazione di leucotrieni. Il numero di cellule 15-lipossigenasi-positive nelle biopsie della mucosa bronchiale di pazienti con asma è stato trovato significativamente più alto che nei soggetti sani (22). Questo solleva la possibilità che ci sia una maggiore capacità complessiva di generazione di prodotti della lipossigenasi nei pazienti con asma.
Alcune prove indicano anche la possibilità che le cysLT giochino un ruolo diretto nello sviluppo dell’iperreattività delle vie aeree. È stato dimostrato che la reattività all’istamina aumenta dopo l’inalazione di LTE4 – un effetto che era massimo 7 ore dopo, ma ancora evidente dopo 4 giorni (23). Al contrario, la metacolina non influenza la reattività dell’istamina. In un altro studio, la reattività dell’istamina non è stata alterata per un periodo di 7 ore dopo l’esposizione alla soluzione salina o alla metacolina. Tuttavia, la reattività all’istamina è stata aumentata dopo l’inalazione di LTC4, LTD4 o LTE4, con effetti massimi osservati dopo 4 ore (24). Il meccanismo con cui i cysLT hanno influenzato la risposta delle vie aeree all’istamina non è stato descritto. Tuttavia, si è tentati di ipotizzare che coinvolga eventi infiammatori nelle vie aeree, e potrebbe coinvolgere il reclutamento di eosinofili, come è stato precedentemente riportato dopo l’inalazione di LTE4 (19).