近十余年来，由于各种环境原因，美国、英国、澳大利亚、新西兰等国家哮喘患病率和死亡率有上升的趋势，全世界约有一亿哮喘患者，哮喘已成为严重威胁公众健康的一种主要慢性疾病。我国哮喘的患病率约为1%，儿童可达3%。

1、引发哮喘的原因

一是感染。儿童的身体抵抗力和免疫力都是比较差的，尤其是到了秋冬季节，病毒和细菌传播的速度比较快，这时候儿童就容易被细菌和病毒传染上，从而出现哮喘。

二是霉菌。夏天是霉菌的高发季节。因为夏季天气炎，食品和其他的一些物品容易腐烂，再腐烂以后就容易产生霉菌。这些霉菌会飘散在空气当中，儿童在呼吸了有霉菌的空气之后，就会出现哮喘。

三是过敏。羊毛毯、动物皮毛、棉花纤维、毛绒玩具等物品有可能会成为过敏源，儿童在接触到这些过敏源之后，就会出现过敏性哮喘。

四是尘螨。尘螨是导致儿童哮喘的一个重要因素，大多数的儿童哮喘都是由于尘螨所导致的。尘螨主要是以人体脱落的皮屑为主要食物，经常出现在人的卧室当中。

2、实验过程

为了评估吸入空气负氧离子对支气管反应的影响，11名哮喘儿童接受了两次运动挑战，10名儿童接受了两次组胺吸入挑战。

孩子们呼吸空气负氧离子(4x105-10x105离子/cm3)或以双盲方式(试验者和受试验者都对有关试验无所知)随机顺序控制室内空气。

所有实验人员在基础肺功能方面匹配，运动时的通气和呼吸热损失方面匹配。实验发现，在负离子空气环境中可显著减轻运动诱发的哮喘，运动后一秒用力呼气量初始值29% (SE5%)，控制后下降21% (3%)。 11名受试者中有10名在呼吸负氧离子时较少出现运动诱发的哮喘。尽管导致FEV持续下降的组胺的中位剂量(累积呼吸单位)，对于每个人来说，离子空气挑战比对照挑战更高，但差异并不显著。 10名受试者中有5名对组胺不太敏感，另外5名在呼吸电离空气时更敏感。

得出的结论是，吸入空气的负电离可以调节支气管对运动的反应，但对组胺反应的影响变化更大。

当暴露于各种刺激时，哮喘患者表现出气道反应性、特异性刺激如抗原吸入和非特异性刺激如组胺吸入或体力消耗。 除其他因素外，呼吸空气的状况很重要，并且已经表明温暖潮湿的空气会减弱对运动的反应。长期以来，人们一直认为空气会影响各种生物系统，包括呼吸系统。由于哮喘患者的支气管不稳定性，负氧离子可能对他们影响特别大。过去的非对照研究表明负离子对哮喘患者的肺功能有益，但观察到的变化总是很小。为了进一步研究这一点，我们研究了哮喘儿童在受控条件下呼吸负离子空气时对运动和吸入组胺的反应。

3、方法

17 名哮喘患者，11 名男孩和 6 名女孩，平均年龄 12-5 岁(范围 10-20 岁)参与了这项研究。这些受试者都曾因体力活动引起哮喘发作。在对儿童和家长充分解释程序后，对测试表示知情同意。

患者在任何测试前至少12小时内避免服用拟交感神经药物或色甘酸钠，并在24小时内避免服用长效茶碱。在整个测试过程中，吸入的类固醇继续保持在同一水平。通过一种或两种类型的支气管刺激、运动或吸入他胺来评估支气管反应性。

每个挑战都进行了两次，有和没有接触带负电荷的吸入空气，以双盲方式随机进行。受试者通过一个低电阻单向阀吸入特定的测试气体。在运动测试期间，从绝缘储气罐吸入干燥的冷空气。空气由一个简单的冰箱装置冷却，然后通过氯化钙室进行干燥。在挑战测试期间，房间空气(22-25°C，46-52% 相对湿度)通过回路呼吸。

离子发生器通过向空气通过的板施加适当的静电荷来操作。该发生器连接在阀箱上游的吸入空气管路中，以便所有吸入的空气通过板，并且离子被吸入的空气带到吹嘴。

在运动测试期间，每个人在咬嘴处测量的离子浓度是恒定的，范围从 5 x 105 到 10x 105 离子/cm3，从 4 x 105 到 5 x 105 离子/cm3在组胺挑战测试期间。离子发生器在运行时是安静的，并且在所有实验过程中都留在电路中。一名与研究无关的实验室工作人员负责在相关人员不知情的情况下以随机方式打开或关闭发生器。

排出的空气被引导至混合室和呼吸速度描记器耦合使用气体分析仪(英国 PK Morgan 运动测试系统)，可以在运动测试期间连续记录通气和气体交换。在肺计算器系统(Vanguard DS500，马萨诸塞州)的帮助下测量肺功能，该系统连接到回路的呼气侧，使受试者即使在肺功能期间也能呼吸测试气体测试。呼出空气温度由位于咬嘴处的高响应热敏电阻(530 型 Yellow Spring Instruments Co)记录，吸入空气温度由位于距咬嘴 5 cm 的吸气管中的球温度计记录。

4、运动刺激测试

11名受试者(编号1-11，表1)使用自行车测力计(Lode Instruments，NV)进行了两次相同的 6分钟运动测试，间隔 3-24 小时。计算出的工作负荷约占最大运动负荷的三分之二预测每个人的耗氧量。在吹嘴处测量时，吸入的空气温度为 9-8°C(SE 0.5°C)，通过干湿球湿度测定法测定的水含量为 3-8 (0-4) mgH2O/1。呼吸热损失是根据 Deal 等人的方程计算的。 在任何测试日开始时测量肺功能，呼吸冷干燥测试气体5分钟后和暴露于电离空气或电离空气10分钟后。在开始锻炼之前控制非电离空气。在运动三分钟后进行测量，并在运动测试后间隔30分钟进行测量。对于每次测量，记录在两次或三次尝试中获得的最佳一秒用力呼气量 (FEV)。持续吸入测试气体并继续测量，直到FEV1恢复到运动前值的10%。

*运动后的支气管收缩表示为 FEV (AFEV) 相对于骑行前暴露于电离或非电离干冷气体10 分钟后记录的基线值的最大下降百分比。

5、组胺激发试验

根据 Chai 等人描述的方案，10 名受试者(第 8-17 号，表 1)进行了两次间隔 24 小时的他胺挑战测试。 13 其中四名受试者(第 8-11 号)也曾参加过运动挑战研究。

对于组胺测试，受试者吸入缓冲磷酸盐的五次肺活量呼吸作为对照，然后是组胺磷酸盐的稀释液，起始浓度为 0-03mg/ml，然后浓度加倍至最大 10mg/ml。他的 tamine 被 Hudson 雾化器雾化，空气供应量为 20 lb/in2 (138 kPa)，并输送到上述吸气阀上游以及离子发生器和阀箱之间的回路中。在暴露于通过回路呼吸的电离或对照非电离室内空气 10 分钟前后获得基线肺功能。

继续吸入测试气体，并在吸入缓冲液后和吸入每种组胺浓度后三分钟进行测量，直到 FEV 下降 20% 或更多，或直到记录的最大组胺浓度达到不引起全身症状 (10 mg/ml)。然后根据个体剂量反应曲线的半对数图计算引起 FEV 下降 20% 的激发剂量(1 单位 = 1 次 1 mg/ml 组胺碱的呼吸)，(PD20)。三名受试者在没有 FEV 的情况下达到了 10 毫克/毫升的组胺浓度，下降了 20%。在这些受试者中，我们记录了导致 FEV 最大下降的组胺剂量，尽管这低于 PD20。相同的 FEVI 下降被用作其他组胺挑战的目标。为方便起见，无论 FEVI 的实际下降是 20%(六名受试者)还是 14-15%(三名受试者)，终点组胺剂量将被称为激发剂量 (PD)。估计差异的显著性对配对样本进行学生t检验，如果 p < 0*05，则认为差异显著。

6、结果

①运动刺激测试

运动试验期间记录的基线 FEVI 和各种指标的平均值如表 2 所示。吸入电离空气的测试结果与控制测试的结果之间没有任何差异。呼吸电离空气 10 分钟未显着改变基线肺功能(平均 FEV，暴露前后 = 1-37 (0.07 SEM) 和 1.35(0.08))。表 3 列出了两种运动挑战后的 AFEV 个体值. 在运动过程中吸入负离子空气的测试中，运动诱发的哮喘显着减弱(p < 0.015)。除了一名(No 1)之外，所有受试者在呼吸电离空气时都较少出现运动诱发的哮喘。相比之下，骑自行车三分钟后记录的运动期间 FEV 增加百分比的平均值在对照和电离空气测试中没有显著差异 - 分别为 13% (SE 4%) 和 15% (4%)。在控制挑战中，负离子发挥的保护作用与基线运动前 FEV 或由 AFEV 判断的运动诱发哮喘的严重程度之间没有相关性。

②组胺激发试验

攻击前基线 FEV 的各个值以及组胺的PD在表4中给出。平均基线FEV与对照和电离空气测试相似。呼吸电离空气期间执行的激发期间组胺的中值激发剂量高于对照测试期间分别为 55 (18)和26 (14)个呼吸单位。然而，受试者之间存在相当大的差异，并且这种差异没有达到显著性。一名受试者(No11)在对照测试期间没有出现任何 FEV 下降，尽管接受了最大剂量的他胺，但在电离空气测试中出现了20%的下降。五名受试者(Nos 9 和 12-15：表 4 )在呼吸负离子时对组胺不太敏感，而四名受试者(第 8、10、16、17 号)对电离更敏感。显然，11号受试者在使用电离空气时也更糟，但无法计算他的PD。这两组在平均年龄、基线攻击前FEV1或是否存在特应性方面没有差异，如阳性皮肤试验反应的数量所示。

7、结论

结果表明，除一名受试患者外，吸入负氧离子降低了所有患者的由运动诱发的支气管反应，婴儿和哮喘患者的静息肺功能略有改善。

负氧离子可改变组织血清素浓度，这会影响基础支气管张力，并且可以减慢体外液体蒸发的速度，因此空气电离可能会改变粘膜的热量损失，负氧离子明显可以减少运动诱发的哮喘。

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