L'esaurimento dei tensioattivi combinato con la ventilazione dannosa si traduce in un modello riproducibile della sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS)
Summary
Una combinazione di washout del tensioattivo con soluzione salina allo 0,9% (35 ml/kg di peso corporeo, 37 °C) e ventilazione ad alto volume di marea con basso PEEP per causare lesioni polmonari indotte da un ventilatore moderato (VILI) provoca la sindrome sperimentale da distress respiratorio acuto (ARDS). Questo metodo fornisce un modello di danno polmonare con reclutabilità bassa / limitata per studiare l’effetto di varie strategie di ventilazione per periodi prolungati.
Abstract
Esistono vari modelli animali per studiare i complessi meccanismi patologici della sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS). Questi modelli includono infusione polmonare di acido oleico, infusione di endotossine o batteri, legatura cecale e puntura, vari modelli di polmonite, modelli di ischemia polmonare / riperfusione e, naturalmente, modelli di esaurimento dei tensioattivi, tra gli altri. L’esaurimento dei tensioattivi produce un deterioramento rapido e riproducibile dello scambio gassoso polmonare e dell’emodinamica e può essere indotto in suini anestetizzati utilizzando lavaggi polmonari ripetuti con soluzione salina allo 0,9% (35 ml/kg di peso corporeo, 37 °C). Il modello di deplezione dei tensioattivi supporta le indagini con monitoraggio respiratorio ed emodinamico standard con dispositivi clinicamente applicati. Ma il modello soffre di una reclutabilità relativamente elevata e la ventilazione con alte pressioni delle vie aeree può ridurre immediatamente la gravità della lesione riaprendo le aree polmonari atelettatiche. Pertanto, questo modello non è adatto per le indagini sui regimi di ventilazione che utilizzano alte pressioni delle vie aeree. Una combinazione di deplezione di tensioattivi e ventilazione dannosa con alto volume di marea / bassa pressione espiratoria positiva (alta Tv / bassa PEEP) per causare lesioni polmonari indotte dal ventilatore (VILI) ridurrà la reclutabilità della lesione polmonare risultante. I vantaggi di un’induzione tempestiva e la possibilità di eseguire ricerche sperimentali in un ambiente paragonabile a un’unità di terapia intensiva sono preservati.
Introduction
La mortalità della sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) rimane elevata con valori superiori al 40%1 nonostante un’intensa ricerca sin dalla sua prima descrizione da parte di Ashbough e Petty nel 19672. Naturalmente, l’indagine di nuovi approcci terapeutici è limitata nella clinica a causa di preoccupazioni etiche e della mancanza di standardizzazione delle patologie sottostanti, delle condizioni ambientali e dei co-farmaci, mentre i modelli animali consentono la ricerca sistematica in condizioni standardizzate.
Pertanto, l’ARDS sperimentale è stata indotta in animali di grandi dimensioni (ad esempio, suini) o piccoli animali (ad esempio, roditori) utilizzando vari metodi come l’infusione polmonare di acido oleico, l’infusione endovenosa (i.v.) di batteri ed endotossine o modelli di legatura e puntura cecale (CLP) che causano ARDS indotta da sepsi. Inoltre, vengono utilizzate lesioni polmonari dirette causate da ustioni e inalazione di fumo o ischemia/riperfusione polmonare (I/R)3. Un modello frequentemente usato di danno polmonare diretto è la deplezione di tensioattivi con lavaggi polmonari come descritto per la prima volta da Lachmann et al. in porcellini d’India4.
L’esaurimento dei tensioattivi è un metodo altamente riproducibile che si traduce rapidamente in compromessi nello scambio di gas e nell’emodinamica5. Un grande vantaggio è la possibilità di applicare l’esaurimento dei tensioattivi in specie di grandi dimensioni che consentono di supportare la ricerca con ventilatori meccanici, cateteri e monitor clinicamente utilizzati. Tuttavia, uno dei principali svantaggi del modello di esaurimento dei tensioattivi è il reclutamento istantaneo delle aree polmonari atelettatiche ogni volta che vengono applicate alte pressioni delle vie aeree o manovre di reclutamento, come il posizionamento prono. Pertanto, il modello non è adatto per indagare, ad esempio, ventilazione automatizzata con alti livelli di PEEP per tempi prolungati6. Yoshida et al. hanno descritto una combinazione di esaurimento dei tensioattivi e ventilazione con elevate pressioni inspiratorie delle vie aeree per indurre ARDS7sperimentale, ma il loro modello richiede un elaborato mantenimento della pressione parziale di ossigeno (PaO2)in un corridoio predefinito tramite ripetuto campionamento di gas nel sangue e regolazione della pressione motrice secondo una tabella scorrevole di pressione inspiratoria e PEEP.
Nel complesso, un modello con una ventilazione dannosa eccessivamente aggressiva o un aggiustamento laborioso e ripetuto del regime di ventilazione può causare danni strutturali ai polmoni, che è troppo grave e provoca una successiva insufficienza multiorgano. Pertanto, questo articolo fornisce una descrizione dettagliata di un modello facilmente fattibile di esaurimento dei tensioattivi più ventilazione dannosa con alta TV / basso PEEP per l’induzione di ARDS sperimentale, che supporta la ricerca con parametri di ventilazione clinicamente utilizzati per periodi prolungati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo articolo descrive l’induzione di ARDS sperimentale nei suini che combinano l’esaurimento dei tensioattivi mediante lavaggi polmonari ripetuti e ventilazione con elevati volumi di marea, basso PEEP e completo gonfiaggio / deflazione dei polmoni. Questa combinazione provoca un deterioramento riproducibile e comparabile dello scambio gassoso e il conseguente compromesso emodinamico, ma limita la reclutabilità dei polmoni. Pertanto, questo modello imita l’ARDS clinico con bassa reclutabilità e consente lo studio di …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Riconosciamo con gratitudine l’eccellente assistenza tecnica di Birgit Brandt. Questo studio è stato supportato da una sovvenzione del Ministero federale tedesco dell’istruzione e della ricerca (FKZ 13GW0240A-D).
Materials
| Evita Infinity V500 | Dräger | intensive care ventilator | |
| Flow through chamber thermistor | Baxter | 93-505 | for measuring cardiac output |
| Leader Cath Set | Vygon | 1,15,805 | arterial catheter |
| Mallinckrodt Tracheal Tube Cuffed | Covidien | 107-80 | 8.0 mm ID |
| MultiCath3 | Vygon | 1,57,300 | 3 lumen central venous catheter, 20 cm length |
| Percutaneus Sheath Introducer Set | Arrow | SI-09600 | introducer sheath for pulmonary artery catheter of 4-6 Fr., 10 cm length |
| Swan-Ganz True Size Thermodilution Catheter | Edwards | 132F5 | pulmonary artery catheter, 75 cm length |
| urinary catheter | no specific model requiered | ||
| Vasofix Braunüle 20G | B Braun | 4268113B | peripheral vein catheter |
| Vigilance I | Edwards | monitor |
Riferimenti
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