فتح القصبة الهوائية المعدة حمض الطموح فأري موديل الحاد الرئة إصابة النتائج في القصوى الحاد غير قاتل الرئة الإصابات
Summary
This protocol induces acute lung injury in a mouse that has close fidelity to the pathogenesis of acid pneumonitis observed in humans. We generate a maximal acute nonlethal low pH lung injury and account for differences in rodent-human anatomic respiratory structure using an open tracheostomy coupled with circumferential pressure release.
Abstract
التهاب رئوي الحمضي هو أحد الأسباب الرئيسية لمعقمة إصابة الرئة الحادة (علي) في البشر. التهاب رئوي حمض يمتد الطيف السريري من أعراض متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS)، وتتميز الأسناخ العدلات، وإصابة كل من ظهارة السنخية وبطانة الأوعية الدموية. سريريا، ويعرف ARDS من بداية حادة من نقص الأكسجة، تتسرب الرئوية غير مكتمل الثنائية وذمة رئوية غير قلبية. وقد وفرت الدراسات الإنسانية لنا معلومات قيمة عن التغيرات الفسيولوجية والتهابات في الرئة الناجمة عن ARDS، وهو ما أدى إلى ظهور عدة فرضيات حول آليات تلميذه. للأسف، أدت الصعوبات تحديد مسببات ARDS، فضلا عن مجموعة واسعة من الفيزيولوجيا المرضية في نقص المعلومات الهامة التي يمكن أن تكون مفيدة في تطوير استراتيجيات علاجية.
نماذج حيوانية متعدية ذات قيمة عندما reproduc المرضية والفيزيولوجيا المرضية بدقةمفهوم عصام ثبت في كل من في المختبر والسريرية. على الرغم من أن النماذج الحيوانية الكبيرة (على سبيل المثال، الأغنام) خصائص حصة تشريح شجرة القصبة الهوائية الشعب الهوائية الإنسان، وتقدم نماذج الفئران مجموعة من المزايا الأخرى بما في ذلك: تكلفة منخفضة؛ القصير الإقراض دورة التناسلي نفسه إلى مزيد من الحصول على البيانات. نظام مناعي مفهومة جيدا. والجينوم تتميز بشكل جيد يؤدي إلى توافر مجموعة متنوعة من حذف الجينات والسلالات المعدلة وراثيا. نموذج قوي من درجة الحموضة الناجمة ARDS منخفضة يتطلب الفئران ALI الذي يستهدف بشكل رئيسي ظهارة السنخية، ثانوي بطانة الأوعية الدموية، وكذلك الشعب الهوائية الصغيرة التي تؤدي إلى الحويصلات الهوائية. وعلاوة على ذلك، بسبب اصابة في استنساخه مع وجود اختلافات واسعة بين مختلف الإهانات الضارة وغير الضارة هو المهم.
نموذج طموح حمض المعدة الفئران المقدمة هنا باستخدام حمض الهيدروكلوريك توظف القصبة الهوائية مفتوحة وبإعادة سيناريو الممرضة أن يستنسخ انخفاض الرقم الهيدروجيني pneumonإصابة يتيس في البشر. بالإضافة إلى ذلك، وهذا النموذج يمكن استخدامها لدراسة تفاعل منخفضة إهانة درجة الحموضة مع الكيانات الأخرى الرئوية الضارة (على سبيل المثال، جزيئات الطعام والبكتيريا المسببة للأمراض).
Introduction
يتميز ARDS التهاب الرئة على نطاق واسع وينظر سريريا ضيق حاد في التنفس مع نقص الأكسجة. هذه الأعراض غالبا ما تحدث أقل من 24 ساعة بعد الحدث التحريض على مثل الصدمات النفسية، وتعفن الدم، عمليات نقل الدم أو ردود فعل الطموح. ويتميز هذا histopathologically من الأسناخ العدلات (أي التهاب واسع النطاق) المترجمة إلى ظهارة السنخية وبطانة الأوعية الدموية مما يؤدي إلى تسرب البروتين وتكوين غشاء زجاجي في وقت لاحق. يتم تصنيف الطموح باسم الالتهاب الرئوي الكيميائية أو الالتهاب الرئوي التنفسي. 1 عنصر الحمضية من المعدة طموح يساهم في كل من التهاب رئوي والميل إلى تطوير الالتهاب الرئوي الجرثومي الثانوي. مرض الالتهاب الرئوي التنفسي هي واحدة من عوامل الخطر المؤدية للALI والتطور اللاحق للARDS. 2
طموح المعدة هو حدث الحاد الذي يعرف بأنه استنشاق المواد من رانه المعدة مع أو بدون النباتات الفم والبلعوم إلى الشعب الهوائية وراء الحبال الصوتية. قد يحتوي على محتويات نضح منخفض السائل درجة الحموضة في المعدة، والبكتيريا، والدم، أو جزيئات الطعام. غالبا ما يحدث طموح المعدة في المرضى في وحدة العناية المركزة (ICU)، الذي عادة ما تكون في حالة الصيام، وبالتالي وضعت على مثبطات مضخة البروتون للحد تطلع محتويات المعدة المحمض. الإصابة ALI في عدد السكان وحدة العناية المركزة في الولايات المتحدة هو 2.5 – أعلى 5 مرات بالمقارنة مع السكان المريض العامة. 3 لسوء الحظ، غالبا ما تؤدي هذه الظروف المهيئة لحالة من النمو الزائد للبكتريا في المعدة والتي قد تؤدي إلى عواقب أكثر خطورة في الرئة بعد الحدث الطموح، كما تطلع المعدة هو عامل خطر مستقل لتطوير الالتهاب الرئوي الجرثومي الثانوي (متوسط ضغط الدم الانقباضي) ، ALI وARDS.
طموح المعدة من عنصرين رئيسيين هما: حمض الهيدروكلوريك ومحتويات المعدة، التي قد تكون أو لا تحتوي على البكتيرياأو جسيمات المواد الغذائية. في نموذج القوارض المكون الحمضي وحده تطلع المعدة تنتج الاستجابة الالتهابية الأولية نتيجة للإصابة الكاوية مباشرة لانخفاض الرقم الهيدروجيني على ظهارة الهوائية. ويلي ذلك عملية تسلل العدلات واستجابة التهابية في 4-6 ساعة. 4 هذان العاملان تؤدي في نهاية المطاف إلى تدمير سلامة الاوعية الدموية الدقيقة في الرئة مما يؤدي إلى تسرب السوائل والبروتينات إلى الحويصلات الهوائية والشعب الهوائية. لفهم هذا الفيزيولوجيا المرضية ومواصلة التحقيق التدخلات العلاجية الممكنة، فمن المهم تطوير وتوصيف نموذج حيواني أن يلقي ضوءا الآليات الكامنة المعنية. ونضح الحمضية يجب أن تكون وحدها ضخمة أو مع انخفاض الرقم الهيدروجيني بما فيه الكفاية لتجاوز قدرة التخزين المؤقت من الجهاز التنفسي وتصل إلى الحويصلات الهوائية. إذا كان هذا لا يحدث، يحدث فقط العليا، وإجراء إصابة المجاري التنفسية العابرة التي ليس من المرجح أن تؤدي إلى مضاعفات شديدة من ARDS. 5 </ سوب>
لمحاكاة حدث طموح بدقة مع ظهارة السنخية المصابة، فمن المهم لتجاوز الدفاعات الطبيعية للحيوان. باستخدام نموذج طموح الماوس لإنتاج ALI الذي يحاكي إصابة حمض المعدة ينظر في البشر، يجب على المرء أن يفسر الاختلافات في شجرة القصبة الهوائية الشعب الهوائية. تقنية القصبة الهوائية المفتوحة التي تستخدم هذه الطريقة لتجاوز الخلافات بين الفئران والأشجار الجهاز التنفسي الإنسان ونماذج إصابة بطريقة يستنسخ ALI على حد سواء من الناحية الفسيولوجية وتشريحيا. تاريخيا، كان يستخدم التنبيب داخل الرغامى لتوليد ALI، ومع ذلك يعتبر من الصعب القيام بها في الفئران دون وقوع إصابات الحنجرة. لذلك، هذا الأسلوب يوفر بديلا محتملا أسفرت عن نتائج متسقة عبر الباحثون متعددة ومع الحد الأدنى من الإجراءات الوفيات المنسوبة.
Protocol
Representative Results
Discussion
وكان الهدف من تطوير نموذج حيواني ALI باستخدام طموح حمض المعدة التي تشبه الفيزيولوجيا المرضية التي تحدث في البشر خلال تطوير التهاب رئوي الحمضي وARDS اللاحقة. في وضع نموذج، اخترنا الأنواع الحيوانية التي توفر عالية للحصول على البيانات الإنتاجية بسبب انخفاض تكلفته، ال?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ravi Alluri and Hilliard L. Kutscher are supported by Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) Institutional Research Training Grant 1T32GM099607.
Materials
| syringe, 1cc | Becton Dickinson | 309628 | |
| syringe, 5cc | Becton Dickinson | 309646 | |
| needle, 22 ga x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305159 | |
| needle, 26 ga x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305111 | |
| 1-O Braided Silk Suture | Harvard Apparatus | 517730 | |
| 3" Curved tissue serrated forceps | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| 3" Curved tissue "toothed" forceps, 1×2 teeth | Fine Science Tools | 11067-07 | |
| 4" curved micro dissecting scissors | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| bone cutting spring scissors | Fine Science Tools | 16144-13 | |
| 3 1/2" curved locking hemostat | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Disposable Skin Stapler | 3M | DS-25 | |
| tracheal cannula (20 ga x 1/2" stainless steal tubing adapter) | Becton Dickinson | 408210 | |
| 60-degree Incline Dissection Board | |||
| 0.5% Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Betadine and "Q-tip" cotton applicator |
References
- Knight, P. R., Rutter, T., Tait, A. R., Coleman, E., Johnson, K. Pathogenesis of gastric particulate lung injury: a comparison and interaction with acidic pneumonitis. Anesth Analg. 77 (4), 754-760 (1993).
- Raghavendran, K., Nemzek, J., Napolitano, L. M., Knight, P. R. Aspiration-induced lung injury. Crit Care Med. 39 (4), 818-826 (2011).
- Rubenfeld, G. D., et al. Incidence and outcomes of acute lung injury. N Engl J Med. 353 (16), 1685-1693 (2005).
- Kennedy, T. P., et al. Acute acid aspiration lung injury in the rat: biphasic pathogenesis. Anesthesia & Analgesia. 69 (1), 87-92 (1989).
- Kudoh, I., et al. The effect of pentoxifylline on acid-induced alveolar epithelial injury. Anesthesiology. 82 (2), 531-541 (1995).
- Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. . Laboratory methods in histotechnology. , (1995).
- Kyriakides, C., et al. Membrane attack complex of complement and neutrophils mediate the injury of acid aspiration. J Appl Physiol. 87 (6), 2357-2361 (1999).
- Yoshikawa, S., et al. Acute ventilator-induced vascular permeability and cytokine responses in isolated and in situ mouse lungs. J Appl Physiol. 97 (6), 2190-2199 (2004).
- Eyal, F. G., Hamm, C. R., Coker-Flowers, P., Stober, M., Parker, J. C. The neutralization of alveolar macrophages reduces barotrauma-induced lung injury. FASEB J. 16 (4), 410-411 (2002).
- Hermans, C., Bernard, A. Lung epithelium-specific proteins: characteristics and potential applications as markers. Am J Respir Crit Care Med. 159 (2), 646-678 (1999).
- Segal, B. H., et al. Acid aspiration-induced lung inflammation and injury are exacerbated in NADPH oxidase-deficient mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 292 (3), 760-768 (2007).
- Matthay, M. A., Robriquet, L., Fang, X. Alveolar epithelium: role in lung fluid balance and acute lung injury. Proc Am Thorac Soc. 2 (3), 206-213 (2005).
- Richard, J. C., Factor, P., Welch, L. C., Schuster, D. P. Imaging the spatial distribution of transgene expression in the lungs with positron emission tomography. Gene Ther. 10 (25), 2074-2080 (2003).
