حقن حمض الأولييك في الخنازير كنموذج لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة
Summary
في هذه المقالة، نقدم بروتوكولا للحث على إصابة الرئة الحاد في الخنازير عن طريق الحقن الوريدي المركزي من حمض الأولييك. هذا نموذج حيوان المنشأة لدراسة متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (اردز).
Abstract
متلازمة الضائقة التنفسية الحادة مرض العناية المركزة ذات صلة معدلات تتراوح بين 2.2 في المائة و 19 في المائة من المرضى في وحدة العناية المركزة. معاملة السلف العقود الماضية، وعلى الرغم من الضائقة المرضى لا تزال تعاني معدلات الوفيات بين 35 و 40 في المائة. لا تزال هناك حاجة لإجراء مزيد من البحوث لتحسين نتائج المرضى الذين يعانون من الضائقة. مشكلة واحدة هي أنه لا يوجد نموذج واحد الحيوان يمكن أن تحاكي باثوميتشانيسم معقدة من متلازمة الضائقة التنفسية الحادة، ولكن توجد عدة نماذج لدراسة مختلف أجزاء منه. الحقن بحمض الأولييك (OAI)-إصابة الرئة المستحث نموذج راسخة لدراسة استراتيجيات التهوية، توزيع الرئة والميكانيكا والتهوية/التروية في الحيوانات. OAI يؤدي إلى تبادل الغازات ضعف شديد، تدهور ميكانيكا الرئة واضطراب الحاجز الفيولو الشعرية. عيب هذا النموذج هو أهمية الميكانيكية مثيرة للجدل من هذا الطراز، وضرورة الوصول الوريدي المركزي، الذي يمثل تحديا لا سيما في نماذج حيوانية أصغر. في الرئة الموجزة، التي يسببها OAI الإصابة يؤدي إلى النتائج استنساخه في الحيوانات الصغيرة والكبيرة، ومن ثم يمثل نموذجا مناسباً تماما لدراسة الضائقة. ومع ذلك، إجراء مزيد من البحوث من الضروري إيجاد نموذج يحاكي جميع أجزاء من الضائقة، ويفتقر إلى المشاكل المرتبطة بالنماذج المختلفة القائمة اليوم.
Introduction
متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (اردز) هو تناذر العناية المركزة التي درست على نطاق واسع منذ الوصف الأولى قبل حوالي 50 سنة1. هذه الهيئة للبحوث أدت إلى فهم أفضل الفسيولوجيا المرضية ويؤدي تطوير الضائقة مما أدى إلى تحسين رعاية المرضى ونتائج2،3. ومع ذلك فالوفيات في المرضى الذين يعانون من الضائقة لا يزال مرتفعا جداً مع حوالي 35-40%4،،من56. ويؤكد حقيقة أن حوالي 10% قبول في وحدة العناية المركزة، و 23 في المائة من وحدة العناية المركزة للمرضى الذين يحتاجون التهوية الميكانيكية بسبب الضائقة أهمية إجراء مزيد من البحوث في هذا الميدان.
نماذج حيوانية تستخدم على نطاق واسع في مجال البحوث لدراسة التغيرات باثوفيسيولوجيك وطرائق العلاج المحتملة لأنواع مختلفة من الأمراض. نظراً لتعقيد الضائقة، هناك لا نموذج الحيوان وحيد لتقليد هذا المرض، ولكن النماذج المختلفة التي تمثل جوانب مختلفة7. نموذج راسخة واحد حقن حمض الأولييك (OAI)-الناجم عن إصابة الرئة. وقد استخدمت هذا النموذج في مجموعة واسعة من الحيوانات، بما في ذلك الفئران8والفئران9والخنازير10،11من الكلاب والأغنام12. حمض الأولييك هو الأحماض الدهنية غير المشبعة والأحماض الدهنية الأكثر شيوعاً في الجسم من صحة البشر13. موجودة في البلازما وأغشية الخلايا والأنسجة الدهنية البشرية13. الفيزيولوجية، بد أن الزلال بينما يتم من خلال مجرى الدم13. زيادة مستويات الأحماض الدهنية في مجرى الدم المرتبطة بالأمراض المختلفة ومدى خطورة بعض الأمراض يرتبط مع مستويات الأحماض الدهنية المصل13. حمض الأولييك الضائقة طراز وضعت في محاولة لإعادة إنتاج الضائقة الناجمة عن الانسداد الدهن كما رأينا في الصدمات النفسية المرضى14. حمض الأولييك آثار مباشرة على المستقبلات المناعية الفطرية في الرئتين13 ومشغلات تراكم العَدلات15ووسيط التهابات الإنتاج16، و موت الخلية13. فسيولوجيا، يستحث حمض الأولييك تتقدم سريعاً نقص تاكسج الدم، زيادة في الضغط الشرياني الرئوي وتراكم المياه الرئة اكسترافاسكولار. وعلاوة على ذلك، فإنه يدفع انخفاض ضغط الدم الشرياني والاكتئاب احتشاء عضلة القلب7. أن مساوئ هذا النموذج هي ضرورة الوصول الوريدية المركزية وأهمية الميكانيكية مشكوك فيها والتقدم المميتة المحتملة الناجمة عن نقص تاكسج الدم السريع والاكتئاب القلب. وميزة هذا النموذج مقارنة بنماذج أخرى من قابليتها للاستخدام في الحيوانات الصغيرة والكبيرة، وإمكانية تكرار نتائج صالحة للآليات الفيزيولوجية المرضية في الضائقة، بداية الضائقة الحادة بعد الحقن بحمض الأولييك وإمكانية دراسة معزولة الضائقة دون مثل التهاب النظامية في نماذج عديدة أخرى الانتان7. في المقالة التالية، تعطي وصفاً تفصيليا لإصابة الرئة المستحثة بحمض الأولييك في الخنازير، وتوفير بيانات تمثيلية لتوصيف استقرار الحلول التوفيقية في وظائف الرئة. وهناك بروتوكولات مختلفة عن الأضرار التي يسببها OAI الرئة. البروتوكول المقدمة هنا هي قادرة على حمل موثوق إصابة الرئة الحادة.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح هذه المقالة أسلوب واحد لإصابة الرئة المستحثة بحمض الأولييك كنموذج لدراسة مختلف جوانب الضائقة الشديدة. وهناك أيضا بروتوكولات أخرى مع مستحلبات مختلفة ومواقع حقن مختلفة ودرجات حرارة مختلفة من مستحلب23،24،25،،من26</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب أريد أن أشكر داغمار ديرفونسكيس للدعم الفني الممتاز.
Materials
| 3-way-stopcock blue | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394602 | |
| 3-way-stopcock red | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394605 | |
| Atracurium | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | 4262659 | |
| Canula 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 301300 | |
| Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | ||
| Desinfection | Schülke & Mayr GmbH, Germany | 104802 | |
| Endotracheal tube | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 112482 | |
| Endotracheal tube introducer | Rüsch | 5033062 | |
| Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | ||
| Fentanyl | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | ||
| Gloves | Paul Hartmann, Germany | 9422131 | |
| Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi Germany GmbH | 9004112 | |
| Ketamine | Hameln Pharmaceuticals GmbH | ||
| Laryngoscope | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 671067-000020 | |
| Logical pressure monitoring system | Smith- Medical Germany GmbH | MX9606 | |
| Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm | Smith- Medical Germany GmbH | MXA233x30x70-E | |
| Masimo Radical 7 | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | ||
| Mask for ventilating dogs | Henry Schein, Germany | 730-246 | |
| Neofox Kit | Ocean optics Largo, FL USA | NEOFOX-KIT-PROBE | |
| Norepinephrine | Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH | 73016 | |
| Oleic acid | Applichem GmbH Darmstadt, Germany | 1,426,591,611 | |
| Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Germany | 8728810F | |
| PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cm | Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA | 744F75 | |
| Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport | Arrow international inc. Reading, PA, USA | AK-07903 | |
| Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Germany | 8713820 | |
| Potassium chloride | Fresenius, Kabi Germany GmbH | 6178549 | |
| Propofol 2% | Fresenius, Kabi Germany GmbH | ||
| Saline | B.Braun Melsungen AG, Germany | ||
| Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Sonosite Bothell, WA, USA | ||
| Stainless Macintosh Size 4 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 670000 | |
| Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Germany | ||
| Stresnil 40mg/ml | Lilly Germany GmbH, Abteilung Elanco Animal Health | ||
| Syringe 10 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309110 | |
| Syringe 2 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300928 | |
| Syringe 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300296 | |
| Syringe 5 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309050 | |
| venous catheter 22G | B.Braun Melsungen AG, Germany | 4269110S-01 |
References
- Ashbaugh, D. G., Bigelow, D. B., Petty, T. L., Levine, B. E. Acute respiratory distress in adults. The Lancet. 2 (7511), 319-323 (1967).
- Brower, R. G., et al. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. The New England Journal of Medicine. 342 (18), 1301-1308 (2000).
- Briel, M., et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis. JAMA. 303 (9), 865-873 (2010).
- Bellani, G., et al. Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries. JAMA. 315 (8), 788-800 (2016).
- Chiumello, D., et al. Respiratory support in patients with acute respiratory distress syndrome: an expert opinion. Critical Care. 21 (1), 240 (2017).
- Barnes, T., Zochios, V., Parhar, K. Re-examining Permissive Hypercapnia in ARDS: A Narrative Review. Chest. , (2017).
- Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. Animal models of acute lung injury. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3), 379-399 (2008).
- Kobayashi, K., et al. Thromboxane A2 exacerbates acute lung injury via promoting edema formation. Scientific Reports. 6, 32109 (2016).
- Tian, X., Liu, Z., Yu, T., Yang, H., Feng, L. Ghrelin ameliorates acute lung injury induced by oleic acid via inhibition of endoplasmic reticulum stress. Life Sciences. , (2017).
- Kamuf, J., et al. Endexpiratory lung volume measurement correlates with the ventilation/perfusion mismatch in lung injured pigs. Respiratory Research. 18 (1), 101 (2017).
- Du, G., Wang, S., Li, Z., Liu, J. Sevoflurane Posttreatment Attenuates Lung Injury Induced by Oleic Acid in Dogs. Anesthesia & Analgesia. 124 (5), 1555-1563 (2017).
- Prat, N. J., et al. Low-Dose Heparin Anticoagulation During Extracorporeal Life Support for Acute Respiratory Distress Syndrome in Conscious Sheep. Shock. 44 (6), 560-568 (2015).
- Goncalves-de-Albuquerque, C. F., Silva, A. R., Burth, P., Castro-Faria, M. V., Castro-Faria-Neto, H. C. Acute Respiratory Distress Syndrome: Role of Oleic Acid-Triggered Lung Injury and Inflammation. Mediators of Inflammation. 2015, (2015).
- Schuster, D. P. ARDS: clinical lessons from the oleic acid model of acute lung injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 149 (1), 245-260 (1994).
- Goncalves-de-Albuquerque, C. F., et al. Oleic acid induces lung injury in mice through activation of the ERK pathway. Mediators of Inflammation. 2012, 956509 (2012).
- Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. Large-animal models of acute respiratory distress syndrome. The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).
- O’Driscoll, B. R., et al. BTS guideline for oxygen use in adults in healthcare and emergency settings. Thorax. 72, 90 (2017).
- Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), 2652 (2011).
- Russ, M., et al. Lavage-induced Surfactant Depletion in Pigs As a Model of the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments. (115), 53610 (2016).
- Brower, R. G., et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome. The New England Journal of Medicine. 351 (4), 327-336 (2004).
- Hartmann, E. K., et al. Influence of respiratory rate and end-expiratory pressure variation on cyclic alveolar recruitment in an experimental lung injury model. Critical Care. 16 (1), (2012).
- Hartmann, E. K., et al. Inhalation therapy with the synthetic TIP-like peptide AP318 attenuates pulmonary inflammation in a porcine sepsis model. BMC Pulmonary Medicine. 15, 7 (2015).
- Julien, M., Hoeffel, J. M., Flick, M. R. Oleic acid lung injury in sheep. Journal of Applied Physiology. 60 (2), 433-440 (1986).
- Wiener-Kronish, J. P., et al. Relationship of pleural effusions to increased permeability pulmonary edema in anesthetized sheep. Journal of Clinical Investigation. 82 (4), 1422-1429 (1988).
- Yahagi, N., et al. Low molecular weight dextran attenuates increase in extravascular lung water caused by ARDS. American Journal of Emergency Medicine. 18 (2), 180-183 (2000).
- Eiermann, G. J., Dickey, B. F., Thrall, R. S. Polymorphonuclear leukocyte participation in acute oleic-acid-induced lung injury. The American Review of Respiratory Disease. 128 (5), 845-850 (1983).
- Townsley, M. I., Lim, E. H., Sahawneh, T. M., Song, W. Interaction of chemical and high vascular pressure injury in isolated canine lung. Journal of Applied Physiology. 69 (5), 1657-1664 (1990).
- Young, J. S., et al. Sodium nitroprusside mitigates oleic acid-induced acute lung injury. The Annals of Thoracic Surgery. 69 (1), 224-227 (2000).
- Katz, S. A., et al. Catalase pretreatment attenuates oleic acid-induced edema in isolated rabbit lung. Journal of Applied Physiology. 65 (3), 1301-1306 (1988).
- El-Haddad, H., Jang, H., Chen, W., Soubani, A. O. Effect of ARDS Severity and Etiology on Short-Term Outcomes. Respiratory Care. 62 (9), 1178-1185 (2017).
- Wang, H. M., Bodenstein, M., Markstaller, K. Overview of the pathology of three widely used animal models of acute lung injury. European Surgical Research. 40 (4), 305-316 (2008).
