A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
קיימים מודלים שונים ומורכבים של בעלי חיים לחקר הפתופיזיולוגיה של תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS). שטיפת סימפונות ופגיעה ריאתית הנגרמת על ידי הזרקת חומצה אולאית מתאימה כמודל חדש של בעלי חיים עם מכה כפולה לחקר תסמונת מצוקה נשימתית חריפה.
הטיפול ב-ARDS ממשיך להציב אתגרים גדולים לרופאי טיפול נמרץ במאה ה-21 עם שיעורי תמותה שעדיין מגיעים ל-50% במקרים חמורים. יש צורך במאמצי מחקר נוספים כדי להבין טוב יותר את הפתופיזיולוגיה המורכבת של מחלה זו. ישנם מודלים שונים של בעלי חיים מבוססים היטב לגרימת פגיעה ריאתית חריפה, אך אף אחד מהם לא הצליח לחקות כראוי את הפתו-מנגנונים המורכבים של ARDS. הגורם המכריע ביותר להתפתחות מצב זה הוא הנזק ליחידת הנימים המכתשית. השילוב של שני מודלים מבוססים היטב של פגיעות ריאות מאפשר לנו לחקות ביתר פירוט את הפתו-מנגנון הבסיסי. שטיפת הסימפונות (BAL) מובילה לדלדול פעילי שטח כמו גם להתמוטטות המכתשית. החדרה חוזרת ונשנית של נפחי נוזלים גורמת להיפוקסמיה שלאחר מכן. דלדול פעילי שטח הוא גורם מפתח של ARDS בבני אדם. BAL משולב לעתים קרובות עם גישות אחרות של פגיעות ריאות, אך עדיין לא עם מכה שנייה ואחריה הזרקת חומצה אולאית (OAI). הזרקת חומצה אולאית מובילה לפגיעה חמורה בחילופי הגזים, הידרדרות במכניקת הריאות ושיבוש המחסום המכתשית-נימית. ה-OAI מחקה את רוב ההשפעות הצפויות של ARDS המורכבות מדלקת ממושכת של רקמת הריאה עם עלייה בדליפה המכתשית ופגיעה בחילופי גזים. חסרון בשילוב של מודלים שונים הוא הקושי לקבוע את ההשפעה על הפגיעה הריאתית הנגרמת על ידי BAL לבד, OAI לבד או שניהם יחד. המודל המוצג בדוח זה מייצג את השילוב של BAL ו-OAI כמודל חדש של פגיעת ריאות כפולה. מודל חדש זה קל ליישום ומהווה אלטרנטיבה לחקר גישות טיפוליות שונות ב-ARDS בעתיד.
תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) היא מחלה המורכבת מפגיעה בחילופי גזים וחדירת ריאות, שלעתים קרובות זקוקה לטיפול נמרץ. התמותה מ-ARDS חמור נותרה גבוהה (עד 50%) ברחבי העולם למרות כמעט 50 שנות מחקר מקיף1. ה-ARDS מוגדר על ידי הגדרת ברלין, כולל קריטריונים אבחנתיים כמו תזמון, הדמיית חזה, מקור בצקת והיפוקסמיה2. כדי לסווג טוב יותר חולים עם רמות שונות של חומרת ARDS, מוגדרות שלוש דרגות שונות של היפוקסמיה: קלה (200 מ"מ כספית < PaO2/FIO2 ≤ 300 מ"מ כספית), בינונית (100 מ"מ כספית < PaO2/FIO2 ≤ 200 מ"מ כספית) וחמורה (PaO2/FIO2 ≤ 100 מ"מ כספית)2. מודלים שונים של בעלי חיים עם התמקדות בפגיעה ריאתית נמצאים בשימוש נרחב ומקובלים לבחינת השינויים הפתופיזיולוגיים וגישות טיפוליות שונות ב-ARDS3.
מודלים של בעלי חיים המשתמשים באנדוטוקסינים (למשל, עירוי תוך ורידי של חיידקים, קשירת צקל וניקוב כדי לחקות פגיעה ריאתית הנגרמת על ידי אלח דם), מודלים של איסכמיה/רפרפוזיה, מודלים של ARDS עשן/צריבה, עירוי של חומצה אולאית ומודלים של שטיפת סימפונותידועים 3. כל מודל מייצג רק כמה שינויים פתופיזיולוגיים עם יתרונות וחסרונות לתוצאות המחקר3. זה לא משקף את המורכבות של מחלת ARDS. השילוב של שני מודלים מוכחים מאפשר מסקנות טובות יותר לגבי הפתופיזיולוגיה של ARDS. במודל שהוצג, שילבנו שטיפת סימפונות ועירוי חומצה אולאית כדי לחקות את המורכבות של ה-ARDS האנושי. חומצה אולאית היא חומצת שומן בלתי רוויה ופועלת ישירות על היחידה המכתשית-נימית של הריאות על ידי הפעלת הפעלה של קולטנים חיסוניים מולדים וכתוצאה מכך גורמת להצטברות נויטרופילים, ייצור ציטוקינים פרו-דלקתיים ומוות תאים 4,5. עירוי חומצה אולאית גורם להיפוקסמיה קשה, עלייה בלחץ העורקי הריאתי והצטברות מי ריאות חוץ-וסקולריים. יתר לחץ דם ודיכאון שריר הלב עקב אי ספיקת חדר ימין מתרחשים לעתים קרובות. השראת פגיעה ריאתית על ידי שטיפת סימפונות חוזרת (BAL) עם תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת מפחיתה את ריכוז השומנים פעילי השטח המכתשית3. חומרים פעילי שטח מפחיתים את מתח הפנים המכתשית ומונעים קריסה של המכתשית. BAL גורם להיפוקסמיה מיידית ולעלייה בהפרש החמצן המכתשית-עורקי3. ARDS אנושי קשור גם לדלדול של פעילי שטח3. החסרונות של מודל משולב זה הם הצורך בגישה לווריד מרכזי, אינטובציה והרדמה כללית. יתר על כן, הרלוונטיות המכאניסטית המפוקפקת (למשל, עירוי חומצה אולאית) להיבטים תרגומיים נותרה לא ברורה. לפחות, קשה לקבוע איזה חלק של הפגיעה הריאתית (BAL לעומת OAI, או שניהם יחד) תורם לנזק לריאות. היתרונות של מודל זה הם השימושיות שלו בבעלי חיים גדולים עם ניטור ומכשור מוכרים בדומה לחולים אנושיים (אין צורך בציוד מיוחד), שכפול טוב של ההיבטים העיקריים של ARDS והאפשרות לחקור ARDS מבודד ללא דלקת מערכתית (למשל, מודלים של אנדוטוקסין). במאמר הבא, אנו נותנים תיאור מפורט של פגיעת הריאות הכפולה (BAL ו-OAI) בחזירים ומספקים נתונים מייצגים לאפיון יציבות הפשרות בתפקוד הריאות.
כל הניסויים בבעלי חיים המתוארים כאן אושרו על ידי הוועדה המוסדית והממלכתית לטיפול בבעלי חיים (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, גרמניה; מספר אישור G18-1-044) ונערכו בהתאם להנחיות האגודה האירופית והגרמנית למדעי חיות המעבדה.
1. הרדמה, אינטובציה ואוורור מכני
2. מכשור
3. החדרת קטטר עורק ריאה
4. אינדוקציה של פגיעה בריאות: נפגעה ראשונה משטיפת סימפונות
5. אינדוקציה של פגיעה ריאתית: מכה שנייה על ידי הזרקת חומצה אולאית
6. סיום הניסוי והמתת חסד
יחס PaO2/FiO2 יורד לאחר שטיפת סימפונות ויישום מקוטע של חומצה אולאית (איור 1). מכיוון שלא ברור לחזות את ההשפעה של שטיפת הסימפונות (למשל, ההשפעה של מינון חומצה אולאית מקוטעת) על יחס PaO2/FiO2, מומלץ לעקוב אחר יחס PaO2/FiO2 תוך גרימת הפגי...
שיטת הפגיעה הכפולה המתוארת לגרימת פגיעה ריאתית חמורה בחזירים מתאימה לחקר אפשרויות טיפול שונות ב-ARDS. מודל הפגיעה הכפולה מחקה שני אלמנטים מרכזיים של הפתו-מנגנון של ARDS: אובדן היחידה המכתשית-נימית ושיבוש מחסום האנדותל7. בשל שתי הפגיעות, חשוב שיהיה פרוטוקול מחקר...
כל המחברים אינם מגלים שום ניגוד עניינים פיננסי או אחר.
המחברים רוצים להודות לדאגמר דירבונסקיס על התמיכה הטכנית המצוינת.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 M Kaliumchlorid-Lösung 7.46% 20 mL | Fresenius, Kabi Deutschland GmbH | potassium chloride | |
Absaugkatheter Ideal CH14, 52 cm, gerade | B. Braun Melsungen AG, Germany | suction catheter | |
Arterenol 1 mg/mL, 25 mL | Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH | norepinephrine | |
Atracurium Hikma, 50 mg/5 mL | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | atracurium | |
BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | syringe | |
BD Luer Connecta | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Schweden | 3-way-stopcock | |
BD Microlance 3 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | canula | |
Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | hemodynamic monitor | |
Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | ventilator | |
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | fentanyl | |
Führungsstab, Durchmesser 4.3 | Rüsch | endotracheal tube introducer | |
Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi Deutschland GmbH | perfusorline | |
Ketamin-Hameln 50 mg/mL | Hameln Pharmaceuticals GmbH | ketamine | |
laryngoscope | Rüsch | laryngoscope | |
logicath 7 Fr 3-lumen 30 cm lang | Smith- Medical Deutschland GmbH | central venous catheter | |
Masimo Radical 7 | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | periphereal oxygen saturation | |
Neofox Oxygen sensor 300 micron fiber | Ocean optics Largo, FL USA | ultrafast pO2-measurements | |
Ölsäure reinst Ph. Eur NF C18H34O2 M0282.47g/mol, Dichte 0.9 | Applichem GmbH Darmstadt, Deutschland | oleic acid | |
Original Perfusor syringe 50 mL Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Germany | perfusorsyringe | |
PA-Katheter Swan Ganz 7.5 Fr, 110 cm | Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA | PAC | |
PE-Trichter, 60 mm | Aquintos-Wasseraufbereitung GmbH, Germany | funnel | |
Percutaneous sheath introducer set 8.5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport | Arrow international inc. Reading, PA, USA | introducer sheath | |
Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Germany | syringe pump | |
Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL Flaschen) | Fresenius, Kabi Deutschland GmbH | propofol | |
Radifocus Introducer II, Größe 5-8 Fr | Terumo Corporation Tokio, Japan | introducer sheath | |
Rüschelit Super Safety Clear 6.5 /7.0 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | endotracheal tube | |
Seldinger Nadel mit Fixierflügel | Smith- Medical Deutschland GmbH | seldinger canula | |
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Sonosite Bothell, WA, USA | ultrasound | |
Stainless Macintosh Größe 4 | Welsch Allyn69604 | blade for laryngoscope | |
Sterofundin Infusion | B. Braun Melsungen AG, Germany | bronchoalveolar lavage | |
Stresnil 40 mg/mL | Lilly Deutschland GmbH, Abteilung Elanco Animal Health | azaperon | |
Vasofix Safety 22 G | B.Braun Melsungen AG, Germany | venous catheter |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved