في المختبر أسلوب التحكم بتركيزات غازات المهلجنة في استزراع الخلايا الظهارية السنخية
Summary
يصف لنا بروتوكولا سهلة مصممة خصيصا للوصول إلى التركيزات الدقيقة والتي تسيطر عليها من سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني في المختبر بغية تحسين فهمنا للآليات التي تشارك في إصابة الرئة الظهارية واختبار الرواية العلاج لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة.
Abstract
متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (اردز) مرض منتشر الإصابة السنخية مع إزالة السوائل السنخية البصر والتهاب حاد. استخدام وكلاء المهلجنة، مثل سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني، لتخدير المرضى في وحدة العناية المركزة (اتحاد المحاكم الإسلامية) يمكن تحسين تبادل الغازات والحد من الوذمة السنخية، وتخفف من التهاب أثناء الضائقة. ومع ذلك، تفتقر إلى البيانات المتعلقة باستخدام العوامل المستنشقة للتخدير المستمر في وحدة العناية المركزة لعلاج أو منع تلف الرئة. لدراسة آثار وكلاء المهلجنة في الخلايا الظهارية السنخية في ظروف “الفسيولوجية”، وصف نظام سهل لخلايا الثقافة في واجهة الهواء السائل ويعرضهم لوكلاء المهلجنة لتوفير الكسور الدقيقة التي تسيطر عليها “الهواء” و “المتوسطة” التركيزات لهذه العوامل. قمنا بتطوير دائرة الغلق مختومة التي يمكن أن تتعرض لوحات مع الخلايا البشرية السنخية الظهارية مخلدة لكسر الدقيقة، التي تسيطر عليها سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني باستخدام تدفق غاز مستمرة المقدمة من دائرة آلة مخدر. تعرض الخلايا إلى 4% سيفوفلوراني و 1% من إيسوفلوراني لمدة 24 ساعة. أجرى الغاز الكتلي لتحديد تركيز وكلاء المهلجنة حله في المتوسط. بعد الأول ساعة، وتركيزات سيفوفلوراني وإيسوفلوراني في المتوسط كانت 251 مغ/لتر و 25 مغ/لتر، على التوالي. حل منحنيات تمثل تركيزات سيفوفلوراني وإيسوفلوراني على المديين المتوسط وأظهرت دورات مماثلة على مر الزمن، مع هضبة الذي تم التوصل إليه في ساعة واحدة بعد التعرض.
هذا البروتوكول صمم خصيصا لتصل إلى تركيزات محددة والتي تسيطر عليها من سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني في المختبر لتحسين فهمنا للآليات التي تشارك في إصابة الرئة الظهارية خلال الضائقة واختبار علاجات جديدة متلازمة.
Introduction
متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (اردز) متلازمة سريرية تتميز بإصابة التهاب منتشر وذمة الرئة هيبوكسيميك فشل في الجهاز التنفسي. على الرغم من الضائقة يمثل أكثر من 10% قبول في وحدة الرعاية المركزة (اتحاد المحاكم الإسلامية) وما يقرب من 25 في المائة من مرضى العناية المركزة التي تتطلب التهوية الميكانيكية، إلا أنها لا تزال تشكل تحديا المعترف بها بالنسبة للأطباء، مع معدل وفيات مستشفى من 35-45%1. على الرغم من الأبحاث المكثفة، لم تاريخ تحديد فعالية الضائقة دوائية العلاج أو الوقاية. اثنين من الميزات الرئيسية المساهمة في معدلات الوفيات في الضائقة: ضعف في إزالة السوائل السنخية (كأس آسيا) (أي، غيرت ارتشاف السوائل ذمة السنخية من أجوائها الرئة القاصي) والتهاب حاد2. نظراً للضائقة الوفيات ما زالت مرتفعة، المبادرات الحالية وينبغي أن تشمل أيضا الوقاية الأولية؛ ومع ذلك، تحديا رئيسيا تحديد المرضى المعرضين للخطر في منهم الضائقة من المرجح أن تطوير والذي سيستفيد إذا منعوا الضائقة.
المسكنات المهلجنة المتقلبة، مثل سيفوفلوراني وإيسوفلوراني، تستخدم على نطاق واسع لتقديم التخدير العام في غرفة العمليات. في جميع أنحاء العالم، أكثر من 230 مليون من المرضى الذين يخضعون لعمليات جراحية كبرى كل سنة تتطلب التخدير العام والتهوية الميكانيكية3، والمضاعفات الرئوية بعد العملية الجراحية تؤثر سلبا على النتائج السريرية واستخدام الرعاية الصحية4 . استخدام سيفوفلوراني بدلاً من بروبوفول ارتبط بالتهاب الرئة محسنة في المرضى الذين يخضعون لجراحة الصدر وحدوث انخفاض كبير في الأحداث السلبية، مثل الضائقة والمضاعفات الرئوية بعد العمل الجراحي5. وبالمثل، المعالجة المسبقة مع isoflurane آثار واقية على ميكانيكا التنفس والأوكسجين والهليوكبتر في نماذج حيوانية تجريبية من الضائقة6،7. على الرغم من أن هناك ما يبرر إجراء المزيد من الدراسات لمعالجة تأثير العوامل المستنشقة على النتائج في جراحة noncardiac، تخفيض مماثل في المضاعفات الرئوية وقد لوحظ مؤخرا في تحليل تلوي، مما يدل على أن استنشاق مخدر وكلاء – ك وتعارض التخدير عن طريق الحقن الوريدي – ترتبط إلى حد كبير مع انخفاض في معدل الوفيات لجراحة القلب8.
لا تتوفر بيانات مستقبلية محددة حول استخدام العوامل المتقلبة لتخدير المرضى العناية المركزة لمنع أو علاج الضرر الرئة. ومع ذلك، عدة محاكمات الآن دعم فعالية وسلامة سيفوفلوراني المستنشق لتخدير المرضى في وحدة العناية المركزة، وقد أظهرت الدراسات الإكلينيكية أن استنشاق سيفوفلوراني و7،إيسوفلوراني9 تحسين تبادل الغازات، والحد الوذمة السنخية، والتهاب تهذيب في نماذج تجريبية من الضائقة. بالإضافة إلى ذلك، يخفف سيفوفلوراني النوع الثاني الخلايا الظهارية الأضرار10، بينما isoflurane يحافظ على سلامة الحاجز السنخية الشعرية عن طريق التحوير من مفرق ضيق البروتين11. بيد أنه يلزم إجراء المزيد من الدراسات للتحقق من وإلى أي مدى يمكن ترجمة الأدلة التجريبية لحماية الجهاز من استنشاق سيفوفلوراني وإيسوفلوراني للبشر. أول واحدة-مركز التحكم-معشاة (RCT) من مجموعتنا وجدت أن الاستخدام المبكر لاستنشاق سيفوفلوراني في المرضى الذين يعانون من الضائقة ترافق مع تحسن الأوكسجين، انخفاض مستويات بعض علامات برو التحريضية، وانخفاض الرئة طلائي الضرر، حسب تقييم مستويات شكل المستقبلات متقدمة glycation المنتجات النهائية (سراج) قابل للذوبان في السوائل البلازما والسنخيه12.
أخذت معا، الآثار المفيدة سيفوفلوراني وإيسوفلوراني على إصابة الرئة يمكن أن يشير إلى العديد من الممرات البيولوجية أو العمليات الفنية التي تعتمد على المسار الغضب، أي إزالة السوائل السنخية (الاتحاد الآسيوي)، وإصابة الظهارية، إزفاء عامل النووي (NF)-κB، وتفعيل بلعم. وبالإضافة إلى ذلك، قد تؤثر sevoflurane التعبير عن البروتين الغضب نفسها. نظراً للبحوث السابقة التي لدينا فريق البحوث وغيرها يدعم دور محوري للغضب في التهاب السنخية والرئة الظهارية الإصابة/إصلاح خلال الضائقة، قمنا بتصميم نموذج تجريبي لتوفير فهم متعدية لآليات سيفوفلوراني في الرئة الإصابة وإصلاح13،،من1415. تم التحقيق في المختبر آثار سيفوفلوراني وإيسوفلوراني في خط رواية السنخية الظهارية الابتدائية خلية بشرية المصممة خصيصا لدراسة حاجز الدم الهواء في الرئة المحيطية، حلبي (البشرية LentiVirus طلائي السنخية خلد)، مع نوع السنخية-مثل الخصائص بما في ذلك الوصلات ضيق الوظيفية16.
أثناء إعداد تصميم تحقيقاتنا في المختبر (مثلاً من الثقافات من الخلايا الظهارية السنخية في واجهة الهواء السائل مع التعرض إلى “استنشاق” سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني، أدركنا من نشر قبل الدراسات التي وقد قسمت فقط كسور سيفوفلوراني في “الهواء” واجهة17،،من1819 استخدام الشاشات القياسية (مماثلة لتلك المستخدمة في إعداد سريرية). عامل المهلجنة تركيزات اختيرت عادة وفقا لقيم الحد الأدنى من تركيز السنخية (ماك) (مثلاً، في البشر، سيفوفلوراني، 0.5 و 1.1 والمجلد 2.2 في المائة، تمثل 0.25 و 0.5 و 1 ماك، إيسوفلوراني، 0.6، 0.8، على التوالي؛ و 20من المجلد 1.3% يمثلون 0.25 و 0.5 و 1 ماك، على التوالي). وفي الواقع، حققت تركيزات سيفوفلوراني وإيسوفلوراني ابدأ في المتوسط الثقافة نفسها، مما يحد من صلاحية الصكوك النماذج التجريبية السابقة. وعلاوة على ذلك، يستخدم معظم التجارب جرة اللاهوائية التي أغلقت بعد قد تم مسح سيفوفلوراني تحتوي على مزيج الهواء الداخل. كما أن هدفنا دراسة الخلايا الظهارية السنخية في ظروف “الفسيولوجية”، اعتقدنا أن دولة اللاهوائية قد لا يكون الحل الأمثل، ولن يكون متوافقاً مع فترات طويلة التجريبية. ولذلك، علينا تطوير نظامنا لخلايا الثقافة في واجهة الهواء السائل وتعرضها لوكلاء المهلجنة (سيفوفلوراني وإيسوفلوراني) بهدف توفير دقة الكسور التي تسيطر عليها “الهواء” وتركيزات “المتوسط” لهذه العوامل. وفي رأينا، هذه الخطوة التجريبية، التي لم تبلغ حتى الآن في الأدب، إلزامية قبل أي زيادة في المختبر التحقيقات سيفوفلوراني وإيسوفلوراني.
Protocol
Representative Results
Discussion
لدينا بروتوكول وصف طريقة سهلة للكشف عن خلايا لجزء محدد من عامل مخدر المهلجنة، مثل سيفوفلوراني أو إيسوفلوراني. وعلاوة على ذلك، لدينا تقرير هنا – لأول مرة – علاقة صارمة بين الكسر الغاز وتركيز سيفوفلوراني وإيسوفلوراني داخل المتوسطة الثقافة نفسها. هذه الخطوة الأساسية الآن يسمح لنا باستخدام…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب يعترف المجلس الإقليمي اوفرن (“برنامج نوفو تشيرتشيور de la ضمور اوفيرني” عام 2013) والفرنسية الوكالة الوطنية للبحث ودي الاتجاه Générale de L’Offre سوينس (برنامج بحوث de ترانسلاتيوننيلي en “الصحة” ANR-13-PRTS-0010) للمنح. وكان الممولين لا تؤثر في تصميم الدراسة والسلوك، والتحليل، أو في إعداد هذه المادة.
Materials
| Sevoflurane | Baxter | Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged | |
| Isoflurane | Virbac | Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged | |
| Human Alveolar Epithelial cells | InScreenex | INS-CI-1015 | |
| huAEC Medium (ready-to-use) | InScreenex | INS-ME-1013-500ml | |
| Anesthetic machine circuit | Drager | Fabius | |
| Gas analyzer | Drageer | Vamos Plus | |
| Anesthetic gas filter | SedanaMedical | FlurAbsord | |
| Heated Humifier | Fisher&Paykel | MR850 | |
| Chamber | Curver | 00012-416-00 | |
| Gas chromatography coupled with mass detection | Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA | Trace 1310 with TSQ 8000evo | |
| Fused-silica column (30 m x 1.4 µm, 0.25 mm ID) | Restek, Lisses, France | Rxi-624Sil MS |
Riferimenti
- Bellani, G., Laffey, J. G., et al. Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries. JAMA:T Journal of the American Medical Association. 315 (8), 788-800 (2016).
- Thompson, B. T., Chambers, R. C., Liu, K. D. Acute Respiratory Distress Syndrome. The New England Journal of Medicine. 377 (6), 562-572 (2017).
- Weiser, T. G., Regenbogen, S. E., et al. An estimation of the global volume of surgery: a modelling strategy based on available data. The Lancet. (9633), 139-144 (2008).
- Khuri, S. F., Henderson, W. G., et al. Determinants of long-term survival after major surgery and the adverse effect of postoperative complications. Annals of Surgery. 242 (3), 341-343 (2005).
- De Conno, E., Steurer, M. P., et al. Anesthetic-induced improvement of the inflammatory response to one-lung ventilation. Anesthesiology. 110 (6), 1316-1326 (2009).
- Fu, H., Sun, M., Miao, C. Effects of different concentrations of isoflurane pretreatment on respiratory mechanics, oxygenation and hemodynamics in LPS-induced acute respiratory distress syndrome model of juvenile piglets. Experimental Lung Research. 41 (8), 415-421 (2015).
- Reutershan, J., Chang, D., Hayes, J. K., Ley, K. Protective effects of isoflurane pretreatment in endotoxin-induced lung injury. Anesthesiology. (3), 511-517 (2006).
- Uhlig, C., Bluth, T., et al. Effects of Volatile Anesthetics on Mortality and Postoperative Pulmonary and Other Complications in Patients Undergoing Surgery: A Systematic Review and Meta-analysis. Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 124 (6), 1230-1245 (2016).
- Li, Q. F., Zhu, Y. S., Jiang, H., Xu, H., Sun, Y. Isoflurane preconditioning ameliorates endotoxin-induced acute lung injury and mortality in rats. Anesthesia and Analgesia. (5), 1591-1597 (2009).
- Voigtsberger, S., Lachmann, R. A., et al. Sevoflurane ameliorates gas exchange and attenuates lung damage in experimental lipopolysaccharide-induced lung injury. Anesthesiology. (6), 1238-1248 (2009).
- Englert, J. A., Macias, A. A., et al. Isoflurane Ameliorates Acute Lung Injury by Preserving Epithelial Tight Junction Integrity. Anesthesiology. (2), 377-388 (2015).
- Jabaudon, M., Boucher, P., et al. Sevoflurane for Sedation in ARDS: A Randomized Controlled Pilot Study. American Journal of Respiratory and Critical. , (2016).
- Blondonnet, R., Audard, J., et al. RAGE inhibition reduces acute lung injury in mice. Scientific Reports. 7 (1), (2017).
- Jabaudon, M., Blondonnet, R., et al. Soluble Receptor for Advanced Glycation End-Products Predicts Impaired Alveolar Fluid Clearance in Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 192 (2), 191-199 (2015).
- Jabaudon, M., Blondonnet, R., et al. Soluble Forms and Ligands of the Receptor for Advanced Glycation End-Products in Patients with Acute Respiratory Distress Syndrome: An Observational Prospective Study. PloS One. 10 (8), e0135857 (2015).
- Kuehn, A., Kletting, S., et al. Human alveolar epithelial cells expressing tight junctions to model the air-blood barrier. ALTEX. 33 (3), 251-260 (2016).
- Yue, T., Roth Z’graggen, B., et al. Postconditioning with a volatile anaesthetic in alveolar epithelial cells in vitro. The European Respiratory Journal: Official Journal of the European Society for Clinical Respiratory Physiology. 31 (1), 118-125 (2008).
- Suter, D., Spahn, D. R., et al. The immunomodulatory effect of sevoflurane in endotoxin-injured alveolar epithelial cells. Anesthesia and Analgesia. (3), 638-645 (2007).
- Schläpfer, M., Leutert, A. C., Voigtsberger, S., Lachmann, R. A., Booy, C., Beck-Schimmer, B. Sevoflurane reduces severity of acute lung injury possibly by impairing formation of alveolar oedema. Clinical and Experimental Immunology. (1), 125-134 (2012).
- Nickalls, R. W. D., Mapleson, W. W. Age-related iso-MAC charts for isoflurane, sevoflurane and desflurane in man. British Journal of Anaesthesia. 91 (2), 170-174 (2003).
- Bourdeaux, D., Sautou-Miranda, V., et al. Simple assay of plasma sevoflurane and its metabolite hexafluoroisopropanol by headspace GC-MS. Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 878 (1), 45-50 (2010).
- Eger, E. I., Saidman, L. J., Brandstater, B. Minimum alveolar anesthetic concentration. Anesthesiology. 26 (6), 756-763 (1965).
- Perbet, S., Fernandez-Canal, C., Pereira, B., Cardot, J. M., Bazin, J. E., Constantin, J. M. Evaluation of Richmond Agitation Sedation Scale According To Alveolar Concentration of Sevoflurane During a Sedation With Sevoflurane in Icu Patients. Intensive Care Medicine Experimental. 3 (Suppl 1), (2015).
- Goolaerts, A., Pellan-Randrianarison, N., et al. Conditioned media from mesenchymal stromal cells restore sodium transport and preserve epithelial permeability in an in vitro model of acute alveolar injury. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 306 (11), L975-L985 (2014).
