הזרקת חומצה אולאית חזירים כמודל עבור תסמונת מצוקה נשימתית חריפה
Summary
במאמר זה, נציג פרוטוקול כדי לגרום פגיעת ריאות חריפה חזירים בזריקה במרכז-ורידים של חומצה אולאית. זהו מודל חיה הוקמה ללמוד את תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS).
Abstract
תסמונת מצוקה נשימתית חריפה היא מחלה הרלוונטיים נמרץ עם שכיחות הנעים בין 2.2% ו- 19% מהחולים נמרץ. למרות התקדמות הטיפול בעשורים האחרונים, ARDS מהחולים סובלים עדיין שיעורי התמותה בין 35 ל- 40%. יש עדיין צורך למחקר נוסף לשפר את התוצאה של חולים הסובלים ARDS. בעיה אחת היא שאין דגם אחד בעלי חיים שיכולים לחקות את pathomechanism מורכבים של תסמונת מצוקה נשימתית חריפה, אבל מספר מודלים קיימים ללמוד חלקים שונים של אותו. הזרקת חומצה אולאית (OAI)-ריאות המושרה פציעה הוא מודל ומבוססת ללמוד אסטרטגיות אוורור, הפצה מכניקה זלוף/אוורור הריאות בבעלי חיים. OAI מוביל חילוף הגזים נפגעת קשות, החמרה של הריאה מכניקה ובהפסקות של המכשול מכתשי-נים. החיסרון של מודל זה הוא הרלוונטיות מכניסטית השנוי במחלוקת של מודל זה ולצורך לגישה ורידים במרכז, אשר הוא מאתגר במיוחד במודלים של בעלי חיים קטנים יותר. לסיכום, OAI-induced לונג פציעה מובילה לתוצאות לשחזור בבעלי חיים קטנים וגדולים, ומכאן ומייצג מודל מותאם היטב עבור הלומדים ARDS. למרות זאת, מחקר נוסף יש צורך למצוא מודל זה מחקה את כל חלקי ARDS, חסרה את הבעייתיות מודלים שונים הקיימים היום.
Introduction
תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) היא תסמונת טיפול נמרץ זה בהרחבה נחקרה מאז התיאור הראשון שלו לפני כ 50 שנה1. הגוף הזה של מחקר הוביל הבנה טובה יותר של הפתופיזיולוגיה וגורם להתפתחות ARDS וכתוצאה מכך שיפור הטיפול בחולה תסריט2,3. עם זאת, התמותה בחולים הסובלים ARDS נותר גבוה מאוד כ- 35-40%4,5,6. העובדה כי כ 10% של סדרי טיפול נמרץ ו- 23% מהמטופלים בטיפול נמרץ הזקוקים להנשמה נובע ARDS מדגיש את הרלוונטיות למחקר נוסף בתחום זה.
מודלים בעלי חיים נמצאים בשימוש נרחב במחקר לבחון שינויים pathophysiologic ואופני טיפול פוטנציאלי עבור סוגים שונים של מחלות. בשל המורכבות של ARDS, יש אין יחיד במודל חיה כדי לחקות את המחלה, אבל דגמים שונים המייצגים היבטים שונים7. מודל ומבוססת אחד הוא הזרקת חומצה אולאית (OAI)-induced פגיעת ריאות. מודל זה שימש במגוון רחב של בעלי חיים, לרבות עכברים8, חולדות9, חזירים10, כלבים11כבשים12. חומצה אולאית היא חומצת שומן רוויה חומצת השומן הנפוץ ביותר בגוף של בני אדם בריאים13. . זה נוכחות פלזמה, קרום התא, רקמת שומן אנושי13. מבחינה פיזיולוגית, זה בטוח אלבומין בזמן זה מתבצע דרך מחזור הדם13. רמות גבוהות של חומצות שומן בתוך זרם הדם קשורים עם הלקויות השונות ואת חומרת כמה מחלות בקורלציה עם רמות חומצת שומן סרום13. חומצה אולאית ARDS-דגם פותחה בניסיון לשחזר ARDS הנגרמת על ידי תסחיף השומנים המתעצבת הטראומה חולים14. חומצה אולאית יש השפעה ישירה על מולדת החיסון רצפטורים הריאות13 ו גורמים להצטברות נויטרופילים15, מתווך דלקתיים ייצור16ולאחר מותו תא13. מבחינה פיזיולוגית, חומצה אולאית גורם hypoxemia מתקדם במהירות, עליית לחץ הדם בעורק ריאתי והצטברות של הריאות extravascular מים. יתר על כן, הוא יוצר תת לחץ דם עורקי, דיכאון שריר הלב7. החסרונות של מודל זה הן בצורך לגישה ורידים במרכז, הרלוונטיות מכניסטית מפוקפק, פוטנציאל התקדמות קטלני נגרם על-ידי hypoxemia מהירה ודיכאון הלב. היתרון של מודל זה לעומת דגמים אחרים הוא השימושיות בבעלי חיים קטנים וגדולים, הפארמצבטית חוקי של המנגנונים הקשורים pathophysiological ב- ARDS, תחילת ARDS חריפה לאחר הזרקה של חומצה אולאית, והיא האפשרות ללמוד מבודדת ARDS ללא דלקת מערכתית. כמו רבים אחרים אלח דם מודלים7. במאמר הבא, אנו לתת תיאור מפורט של הפגיעה ריאות חומצה אולאית-induced חזירים, לספק נתונים נציג כדי לאפיין את היציבות של הפשרות בתפקוד הריאות. ישנם פרוטוקולים שונים עבור פגיעת ריאות OAI-induced. הפרוטוקול מסופקים כאן הוא מסוגל באופן אמין לגרום לפציעה ריאות חריפה.
Protocol
Representative Results
Discussion
מאמר זה מתאר שיטה אחת של חומצה אולאית-induced ריאות פגיעה כמודל ללמוד היבטים שונים של ARDS חמורה. ישנם גם פרוטוקולים אחרים עם אמולסיות שונות, באתרי הזרקה שונים בטמפרטורות שונות של אמולסיה23,24,25,26,27,<sup c…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצה להודות דאגמר Dirvonskis לתמיכה טכנית מצוינת.
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).
